2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of stem cell signal using genome structure as an index and application to bone regenerative medicine
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18H02998
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30344451)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大庭 伸介 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733)
疋田 温彦 東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (60443397)
金澤 三四朗 東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (60823466)
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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨髄間葉系幹細胞 / single cell RNA-seq |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、次世代シーケンサーによるバイオインフォマティクス技術を駆使し詳細に解析しMSCの幹細胞シグナルの同定と、このシグナル分子を活用したhigh potential stem cellのin vitro増殖培養法を確立し、骨再生医療を実現することを目的とし、令和2年度は、前年度実施したscRNA-Seqにて、骨髄由来のSca-1、Pdgfra共陽性細胞で分画されているMSCが遺伝的に特性の異なる集団（7集団）の集合体であることを発見した。各集団を主成分分析、疑似時間分析、転写因子解析、表面分子発現解析、GO解析から、未分化な細胞を中心にした細胞集団であることを明らかにし、細胞分離に使用可能なマーカーを同定した。7細胞集団を表面マーカーで分離したのち、RNA-seqを実施し、主成分分析を行った結果、各々が遺伝的に独立していることを明らかにした。これらの細胞集団は、in vitro特性試験により、それぞれ多能性を有していることを示した。一部の集団にはNanogやOct3/4など発現を認めたが、ES細胞のような全能性を示す結果は認めなかった。したがって、ATAC-seqにて各細胞集団とESのオープンクロマチン領域での同一性を解析したが、未分化性を示す結果は認めなった。そこで各集団をGREAT解析によって発生段階における集団の局在を試みたが、ESと比較し分化度が高く、遺伝的に幹細胞を同定することはできなかった。これらの結果から、これまでMSCとされていた細胞は、独立した機能、特性を有する多能性前駆細胞集団であることを明らかにした。また、scRNA-seqとbulk RNA-seqで得た遺伝子発現プロファイルで完全な同一性を示すことができなかった。これは、単一細胞に含まれるRNAの増幅限界があることを示している。今後、骨髄における幹細胞間の相互作用は評価法を検討する必要がある。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
