2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental study of bone regeneration with site-specific epigenome editing
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17H04403
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
大庭 伸介 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鄭 雄一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30345053)
北條 宏徳 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80788422)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 再生医学 / 骨 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. ヒト多能性幹細胞の高効率骨芽細胞分化系の最適化：平成30年度までに、ヒト多能性幹細胞から生理的な中胚葉形成過程を模倣する分化系を見出した。そこで令和元年度は本法で作成した中胚葉細胞のin vivoにおける分化能を放射線学的・組織学的に詳細に検討した。放射線学的解析から、中胚葉細胞は、マウス生体内で経時的に石灰化組織を誘導することが明らかとなった。さらに、中胚葉細胞が形成した組織において分化マーカー（I型コラーゲン、II型コラーゲン、X型コラーゲン、Sox9、Runx2、Sp7）に対する免疫染色を行ったところ、骨格組織を形成する各細胞集団（骨芽細胞前駆細胞、骨芽細胞、骨細胞、増殖軟骨細胞、肥大軟骨細胞）が形成され、それらが生体における骨組織を模倣した形で配置していることが確認できた。また、形成された組織は時間経過とともに成熟し、組織内に血管を誘導することが明らかとなった。
2. ヒト骨芽細胞分化過程における遺伝子発現動態の解析：上記のヒト多能性幹細胞由来中胚葉細胞、および中胚葉細胞から形成された骨様組織の各種分化段階・組織誘導段階において、酵素処理によって細胞を単離した。細胞からmRNAを回収し、RNAシークエンス（RNA-seq）による遺伝子発現プロファイリングを行った。また、オープンクロマチン領域を検索するATAC-seqと各種エピゲノムマーカーのクロマチン免疫沈降シークエンス（ChIP-seq）を行う準備を進めた。
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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
当初計画のとおり、ヒト多能性幹細胞の骨分化系におけるRNA-seq解析が進行し、ChIP-seqとATAC-seqによるエピゲノムデータ解析の準備が進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト多能性幹細胞由来中胚葉細胞から形成された骨様組織において、ChIP-seqとATAC-seqによるエピゲノム解析をすすめる。マウス骨芽細胞とヒト多能性幹細胞由来骨様組織のRNA-seqデータとATAC-seqデータの比較解析を行う。以上から、骨再生用エピゲノム編集の対象となる領域を絞り込み、動物実験における検証につなげる。
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[Journal Article] Stepwise strategy for generating osteoblasts from human pluripotent stem cells under fully defined xeno-free conditions with small-molecule inducers.2020
Author(s)
Zujur D, Kanke K, Onodera S, Tani S, Lai J, Azuma T, Xin X, Lichtler AC, Rowe DW, Saito T, Tanaka S, Masaki H, Nakauchi H, Chung UI, Hojo H, Ohba S
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Journal Title
Regen Ther
Volume: 14
Pages: 19-31
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Simple and robust differentiation of human pluripotent stem cells toward chondrocytes by two small-molecule compounds.2019
Author(s)
Kawata M, Mori D, Kanke K, Hojo H, Ohba S, Chung UI, Yano F, Masaki H, Otsu M, Nakauchi H, Tanaka S, Saito T
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 13
Pages: 530-544
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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