Identification of molecular mechanisms in the wound associated reprogramming of intestinal epithelial cells

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K15743
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: Yui Shiro 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 講師 (00383886)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 腸上皮再生機構 / 腸上皮オルガノイド / I型コラーゲン / 胎児腸上皮細胞 / 数理モデル / 上皮移植モデル

Outline of Final Research Achievements

In this project, we identified the dynamic fate change of intestinal epithelial cells upon tissue injury, which secures the effective regenerative process of intestine. This fate change can be referred as fetalization, in which maturate adult intestinal epithelial cells are temporally reprogrammed into fetal-type epithelial cells. Importantly, this project definitely offered the molecular basis of fetaliztion in the activation of transcriptional factors YAP/TAZ in extracellular matrix dependent manner. In order to understand the regenerative response in more details, we also analyzed the developmental process of intestine using mathematical modeling as well as transplantation assay, and identified the equal potential of all different fetal epithelial progenitors to maturate adult stem cells. All these results clearly provide the scheme to understand the outstanding regenerative capacity of intestine from its molecular mechanisms in line with developmental process.

Free Research Field

消化器内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、腸という個体内でも突出した再生能力を備えた臓器の特性を明らかにする学術的に重要な研究である。組織の再生における胎児化の機構や、その過程における細胞外基質の役割を当該研究領域で初めて明らかにした研究成果である。すでに腸管における同様の機構に関する報告だけでなく、神経組織や肝組織の再生にも類似した機構があることが報告されるなど、組織再生に関わる基礎研究の重要なテーマとなっている。本研究は、細胞に若返る能力があるというメッセージを有しており、このメッセージは広く社会的な反響を惹起しうるものであると考えている。