2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a novel tissue preservation method via mammalian hypometabolism
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19H01066
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
高橋 政代 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (80252443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
砂川 玄志郎 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (70710250)
万代 道子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員研究員 (80263086)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 休眠 / 冬眠 / 日内休眠 / 組織保存法 / 網膜シート / 低温耐性 / 低代謝耐性 / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、マウスが有する能動的低代謝の制御機構を明らかにし、試験管内でヒト組織に対して低代謝を再構成することで同原理を証明し、能動的低代謝による組織保存法の実現性を探る。能動的低代謝は低代謝耐性と低温耐性の双方を満たす必要がある。本年度は、①低温耐性が異なる近交系マウス系統のES細胞を用いた低温耐性の原理探求、②臓器横断的休眠遺伝子群の検証、を進めた。
まず、近交系マウス間の休眠表現系の違いから、ゲノムの違いによりどのように低温耐性が異なるのか解析した。STM2系統は飢餓性休眠で他の近交系と比べて低い代謝・低い体温を呈するが、ES細胞も低温環境で他の系統由来のES細胞と異なる挙動を示す。具体的には、BC57BL/6JやMYS/Mz由来のES細胞は低温環境において解糖系が酸化的リン酸化によるATP産生よりも優位になるが、STM2は特に変わらないことがわかっている。このメカニズムとして電子伝達系Iの関与を示唆する実験結果が得られており、論文にまとめつつある。
また、臓器横断的に遺伝子発現を解析することで得られた体温とは無関係に休眠と相関する遺伝子リストを用いて、同遺伝子群が休眠に及ぼす影響を遺伝子改変動物を用いて調べた。候補となっている29遺伝子のノックアウトマウスをCRISPR/Cas9技術を用いて作成し、F0世代で休眠表現型解析を進めている。特定の遺伝子の存在によって休眠表現型が変化することがわかれば、その分子を軸に低代謝耐性の原理に切り込むことが可能となる。
なお、本課題で掲げていたヒト組織への休眠能の実装まで実現できなかったが、どのような分子機構を解析すれば低温耐性・低代謝耐性に迫ることができるかという端緒を掴むことができた。ヒト組織の休眠誘導に関しては低温耐性・低代謝耐性の構成分子群やネットワークが明らかになり次第、ヒト組織由来の網膜に導入し検証する予定である。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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