2020 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of intestinal stem cells in inflammatory bowel disease
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18K15759
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
片野 敬仁 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (50768372)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / KLF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腸管幹細胞（Intestinal Stem Cell; ISC）は、①Lgr5を発現し、組織恒常性維持の間に多分化能性幹細胞としての機能を活発的・動的に発揮する幹細胞（active ISC）の集団と② Bmi1などマーカーを発現し、傷害によるactive ISCの枯渇後の再生源として役立つ、休止または予備のISC（quiescent ISCまたはreserve ISC）に分類される。本研究では、粘膜傷害時におけるISCの挙動や病態形成への関与を探索することを目的し、バックアップとして作用するquiescent ISCとしてのBmi1陽性幹細胞の機能制御メカニズムを解明することを目的としている。quiescent ISCのマーカーとしてBmi1+細胞に主眼を置き、Bmi1-CreER;Rosa26eYFPマウスを用いてBmi1＋細胞の挙動を確認した。Bmi1＋細胞はcryptのposition 4付近に存在し、Lgr5＋幹細胞に比べslow cyclingであるものの、正常状態においても一定の役割を果たしていることを示した。蛍光免疫染色を用いてBmi1＋細胞とKLF４および増殖マーカーEdUとの関連を検討し、KLF４が正常時においてはBmi1＋細胞を静的状態に維持し、粘膜傷害時にはBmi1＋細胞を増殖へ誘導するという相反する機能をもつことが示唆された。また、FACSを用いて単離した小腸Bmi1-eYFP細胞からオルガノイドを樹立し、放射線傷害時における粘膜再生の過程をex vivoで再現した。タモキシフェン導入後のBmi1-CreER;Rosa26eYFP;KLF4fl/flマウスからも小腸Bmi1-eYFP陽性細胞を単離し、オルガノイドを樹立し、Bmi1陽性細胞特異的にKLF4をノックアウトすると、放射線性傷害後の粘膜再生が遅延することが示された。また、杯細胞分化もKLF4ノックアウトにより、阻害されることが明らかとなった。以上の結果から、KLF4は、正常時および放射線粘膜傷害において、小腸粘膜上皮の恒常性維持・杯細胞分化を制御していることが明らかになった。
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