2018 Fiscal Year Annual Research Report
Search for small molecules controlling cell differentiation
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18H02100
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
中尾 洋一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / 3次元培養 / 小分子 / 分化調節 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、発生期の分化途上にある多様な細胞種間の“複雑化した”相互作用について“シンプルに”理解することを目的とする。そのため、複数の幹細胞分化系を組み合わせた、①シンプルな組織形成モデル系（複合的 in vitro 細胞分化系）の構築と、②そこで特徴的な表現型変化を引き起こす天然小分子の探索研究を行い、組織・臓器形成における構成細胞間の複雑な相互作用を理解するとともに、組織・臓器の再生に利用可能な医薬品リードの開発を目指している。
2018年度の研究を通して、マウスES細胞から誘導したFlk1+細胞（心血管系前駆細胞）および神経幹細胞を用いて、単独または複合的三次元培養の条件検討を行った。その結果、細胞数、培養時間、培地条件（二次元、三次元）、因子の有無、といった基本的な培養条件の他に、複数の細胞系統を混合する複合的培養系においては混合培養に供する細胞の種類やその比率が細胞塊の形成およびその後の分化に大きな影響を与えることを見出した。同時に三次元培養におけるそれぞれの細胞種の免疫染色や蛍光タンパク質を発現している細胞の使用によるイメージングの条件検討についても検討を行った。これらの知見をもとに複合的in vitro細胞分化系の構築に向けた培養条件の設定を行っている。
また、本複合的in vitro細胞分化系を用いた、化合物の活性評価系についての検討を開始した。具体的にはこれまで当研究室で見出してきた細胞分化調節活性を有する小分子を投与して、細胞分化への影響を検証し、投与のタイミング、投与方法などについての詳細に条件検討に向けた準備を行っている。
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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
すでに述べたように、マウスES細胞から誘導したFlk1+細胞（心血管系前駆細胞）および神経幹細胞を用いて、単独または複合的三次元培養の条件検討を行い、細胞数、培養時間、培地条件、といった基本的な培養条件の他に、複数の細胞系統を混合する複合的培養系においては混合培養に供する細胞の種類やその比率が細胞塊の形成およびその後の分化に大きな影響を与えることを見出している。これらの知見は複合的in vitro細胞分化の構築に向けた培養条件の設定という研究の根幹をなす極めて重要な情報であり、複雑な細胞分化誘導系においては入手に困難が伴うことを想定していた。しかしながら初年度から実用的な培養条件を絞り込むことができたため、2019年度からは細胞分化調節活性を有する小分子の探索研究を開始することが可能となった。以上よりおおむね順調に研究が進捗していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は複合的in vitro細胞分化の構築のための培養条件に関する知見をさらに積み上げ、さまざまな細胞を用いた複合細胞分化系の構築を行うとともに、これらの細胞分化系を制御しうる小分子を探索し、その作用メカニズムを明らかにしてゆく。2019年度は、まずこれまでに見出している細胞分化調節活性を有する小分子について、2018年度に構築できた細胞分化系を用いて作用を検証する。顕著な活性が認められれば、小分子を作用させた細胞塊をバラバラにほどいてセルソーターなどを用いて分化細胞ごとの比率やその特性を評価する。特徴のある分化細胞についてはソーティングを行って、遺伝子発現解析やエピゲノム変化を調べることで作用メカニズムを検証する。
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[Presentation] Sameuramide A, a new cyclic depsipeptide isolated from an ascidian of the family Didemnidae2018
Author(s)
Machida, K.; Arai, D.; Katsuata, R.; Otsuka, S.; Yamashita, J. K.; Ye, T.; Tang, S.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
Organizer
30th International Symposium on the Chemistry of Natural Products (ISCNP30 & ICOB10)
Int'l Joint Research
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