mTert幹細胞に特異的な遺伝子の解析による幹細胞休止性と放射線抵抗性の理解

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H04274
• Research Institution: Central Research Institute of Electric Power Industry
• Principal Investigator: 大塚 健介 一般財団法人電力中央研究所, 原子力技術研究所, 上席研究員 (50371703)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨田 雅典 一般財団法人電力中央研究所, 原子力技術研究所, 上席研究員 (00360595)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: mTert / 腸管幹細胞 / 放射線抵抗性 / 休止性 / 次世代シーケンサー

Outline of Annual Research Achievements

組織幹細胞は、変異が生じることでがんの起源になりうる重要な細胞である。幹細胞には、休止性と増殖性の２種類があり、腸管では、定常状態の組織を維持する増殖性幹細胞が放射線被ばくや炎症などのストレスによって失われた場合に、休止期幹細胞が活性化して増殖性幹細胞を補うことで組織の恒常性が保たれている。腸管の休止期幹細胞には、いくつかの分子を発現するものが提示されているが、本研究では、mTert細胞に着目し、組織幹細胞の休止性がどのような遺伝子やシグナル伝達経路で制御されているかを明らかにする。また、休止性幹細胞がストレス応答後に増殖性幹細胞を補うという性質から、休止期幹細胞は発がんリスクの真の標的であると考えられるため、どのようなストレスによって活性化されるのかを明らかにする。
本年度は、放射線照射による休止期幹細胞の応答を検証するための放射線照射実験として4～10Gyの高線量放射線照射を行った。照射経過時間後の解剖により細胞系譜実験を進めデータの解析を進めている。さらに、放射線照射によって変化するエピジェネティックな変化を捉えるための次世代シーケンサー解析として、ATAC-Seqの実験系構築を進めた。一般的にATAC-Seqに必要な細胞数に対して休止期幹細胞の数が少ないことから、小スケールでも安定的にライブラリが調製できる条件検討を進め、1万細胞程度で安定したライブラリ構築が出来ており、さらに数千細胞から得たライブラリを用いた次世代シーケンサー解析のデータが十分なクオリティを有するかの検証を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

小スケールの細胞から次世代シーケンサーに供する高品質なサンプルを得ることが難しい状況にあったが、導入した備品などをうまく活用することで課題をクリアして試料の調製が進められるようになり、目的の次世代シーケンス試料準備環境をおおむね整えることができた。

Strategy for Future Research Activity

2020年度までの成果により、本研究に必要な細胞回収法や、次世代シーケンサーを用いた遺伝子解析法など基本的な解析条件の確立がほぼ完了した。次年度以降は、これまでに得られた解析条件に加え、さまざまな薬剤によるストレス負荷後のオルガノイド形成を指標としたスクリーニングを進め、ストレス負荷後の回復に重要なシグナル経路の解明に着手する予定である。