2019 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳動物消化管組織における細胞社会ダイバーシティー
| Project Area | Integrated analysis and regulation of cellular diversity |
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| Project/Area Number |
17H06333
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
八尾 良司 公益財団法人がん研究会, がん研究所 細胞生物部, 部長 (80291095)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 3次元培養オルガノイド / 遺伝子改変マウス / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳動物の消化管は、クリプト底部に存在する幹細胞からTA細胞が生じ、さらに様々な分化細胞が生じることが知られている。また、Apc遺伝子やKras遺伝子に変異が生じると、これらの制御機構が乱れることにより腫瘍が発生する。本研究課題では、これらの過程を細胞ダイバーシティーの変化として捉え、現象とメカニズムを解明するとともに、当該領域研究により明らかにされる細胞社会ダイバーシティーの制御に関わる新たなパスウェイや分子、さらにそれらの解析をもとに構築される数理モデルの実証を行うための研究リソースとして解析を行うことにより、細胞ダイバーシティーの普遍性と組織特異性を明らかにする。平成30年度までに、コンディショナルApc遺伝子変異をもつ消化管腫瘍モデルマウスに対し、ゲノム編集による効率的な追加遺伝子変異導入を行い、さらにコンディショナルKras遺伝子変異を導入した、Apc遺伝子単独、Kras遺伝子単独、Apc/Kras二重変異コンディショナル変異マウスを作製した。これらのマウスを用い、それぞれの遺伝子変異による組織学的解析を行い、消化管組織の幹細胞を頂点とする多様な細胞集団の変化について、解析を進めた。
また、これらの遺伝子変異から樹立されたオルガノイドについて、タモキシフェン処理によるCreERT2の活性化によるin vitroでの遺伝子改変を行い、Apc遺伝子単独、Kras遺伝子単独、Apc/Kras二重変異をもつオルガノイドを樹立した。これらのbulk発現解析により、それぞれの遺伝子変異に伴う細胞多様性の変化を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
消化管腫瘍の主要な遺伝子変異をコンディショナルに導入することができる遺伝子改変マウスが樹立され、タモキシフェン投与による病変が確認され、組織学的解析により消化管組織を構成する細胞集団の変化を明らかにすることができている。また3次元培養オルガノイドも順調に樹立され、トランスクリプトームデーターが取得されている。ゲノム編集やコンディショナルな遺伝子変異導入法の最適化により個体レベル・オルガノイドレベルでの分子機構解析や数理モデル実証実験が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までに作製された遺伝子改変マウスについて、すでに確立した細胞マーカーを用いて細胞多様性の変化を組織学的解析するとともに、各遺伝子変異を持つオルガノイドのバルク遺伝子発現解析データーの解析を進め、個体レベルでの実証を行う。さらに、オルガノイドのシングルセル解析について、データーを収集する。
オルガノイドのトランスクリプトームデーターのインフォマティクスを整備し、細胞ダイバーシティー制御機構や数理モデルを検証、フィードバックすることにより領域内連携研究を推進する。
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