2020 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 |
本研究課題では、哺乳動物の消化管組織を構成する細胞社会ダイバーシティーの制御機構の解明を目的とし、正常組織における細胞不均一性の維持機構と遺伝子変異に伴う変化を明らかにする。消化管組織は、陰窩底部に存在する幹細胞ニッチにおいて、消化管幹細胞の自己複製と細胞分化のプログラムが厳密に制御されている。幹細胞の維持に重要な役割を果たしているWntシグナルが、Apc遺伝子変異により亢進することにより、腺腫が発生し、さらにRas等の遺伝子変異が追加される事により増悪する。昨年度までに、従来の遺伝子変異導入法に加えゲノム編集による追加変異を行い、新たな消化管腫瘍モデルマウスを作製するとともに、in vitroでの細胞不均一性解析を可能にするオルガノイドシステムを構築し、Apc遺伝子、KRas遺伝子変異に伴う変化を解析するリソースを整備した。
正常粘膜、Apc変異、KRas変異に加えApc/Kras二重変異をもつオルガノイドの遺伝子発現解析をもとに、KRas変異に伴う、腫瘍組織を構成する細胞集団の変化を明らかにした。その結果、分泌細胞の運命決定が変化し、それに伴い、一部のケモカインやサイトカイン産生も変化することが明らかになった。これらの結果をもとに、マウス消化管モデルマウスの免疫組織学的解析を行い、粘膜固有巣に存在する免疫細胞をはじめとする細胞集団が変化していることを見出した。
一細胞解析では、本研究開発で樹立されたオルガノイドのscRNA-seqデーターの取得に成功しており、それらのインフォマティクス解析に着手することができている。
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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
本研究課題で計画された遺伝子改変マウスおよびオルガノイドが樹立され、これまでの解析により、期待される変化を確認することが出来たことに加え、その結果、粘膜固有巣の細胞集団にも変化を生じることを見出すことが出来た。これらの結果をさらに詳細に解析するためのscRNA-seqデーターの取得にも成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題により樹立された解析リソースを用いて、消化管組織の細胞不均一性とそれらの遺伝子変異に伴う腫瘍組織での変化、さらに、その結果生じる免疫細胞や間質細胞など粘膜固有巣での変化をマウス個体レベルでの解析により明らかにする。腫瘍組織側の変化については、遺伝子変異よる細胞不均一性の変化に関して、一細胞解析によるより詳細な解析を行う。
これら一連の解析により取得されるデーターについては、哺乳動物組織を構成する細胞社会の発生、維持機構およびその破綻により生じる腫瘍に関して、領域内連携をより強化することによりインフォマティクス、数理モデルによる理解を試み、細胞ダイバーシティーの統合的理解を試みる。
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