2020 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of stem cell signal using genome structure as an index and application to bone regenerative medicine

Research Project

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Project/Area Number	18H02998
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Hoshi Kazuto 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30344451)
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)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	骨髄 / 多能性前駆細胞 / 幹細胞niche / single cell RNA-seq / RNA-seq / ATAC-seq
Outline of Final Research Achievements	One of the important cell lines derived from bone marrow is the MSC. In recent years, markers of MSC isolation have been reported, but they are still heterogeneous cell populations. Therefore, it is difficult to accurately evaluate the MSC characteristics. In this study, scRNA-seq analysis was used to identify seven genetically distinct subpopulations of mouse bone marrow MSCs. ATAC-seq analysis also revealed epigenetic landscapes, genetic similarities and functional characteristics. These results elucidate stem cell niche signals in the bone marrow microenvironment, reconstitute bone marrow in vitro, and are potentially important for subpopulations identified in various clinical applications in the treatment of bone and bone marrow-related disorders. It made it possible to shed light on the role.
Free Research Field	再生医学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究では、骨髄MSCのscRNA-seqにより、MSCには分化状態に多様性を示す7つの異なる亜集団で構成されていることを明らかにした。また、各集団は特徴的な分化指向性と機能的特徴を有することを示唆した。また、分離した亜集団のbulk RNA-seqおよびATAC-seq解析により、MSCを構成する亜集団の多様性を特徴づけた。これらの結果は、MSCの本質的な特性の解明に寄与し、骨髄微小環境における幹細胞ニッチシグナルの解明と新たなin vitro培養法につながると期待される。また、骨および骨髄関連疾患の治療等さまざまな臨床応用への有用性を示唆する。