Understanding the quiescence and radioresistance of tissue stem cells through analysis of mTert+ stem cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04274
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63020:Radiation influence-related
• Research Institution: Central Research Institute of Electric Power Industry
• Principal Investigator: Otsuka Kensuke 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 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: 休止期幹細胞 / 腸管 / 高線量放射線 / ゲノムストレス / 次世代シーケンサー / オルガノイド / 組織透明化 / ライトシート顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to investigate the mechanisms of how the quiescence of tissue stem cells is defined and activated by stress responses, leading to a better understanding of the dynamics of quiescent stem cells. In this study, we focused on quiescent stem cells in the gastrointestinal tract, which express the Tert gene, to evaluate their activation by genomic stresses such as high-dose radiation and chemical compounds. In order to evaluate the cellular dynamics of a very small number of the quiescent stem cells not only at the molecular and cellular level but also at the tissue and whole-body level, we tried to construct effective assay and approaches, based on the latest research tools such as next-generation sequencing, organoid culture, tissue clearing and light sheet microscopy.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、放射線による発がんの標的と考えられる腸管幹細胞が、高線量放射線のような著しい損傷を受けた場合に、組織内でどのような運命で発がんなどの疾患に向かうのかを理解することで、発がんリスクの線量依存性を定量的に理解することを目指したものである。特に休止期幹細胞が増殖性幹細胞を補充する仕組みは未解明の点が多く、その解析手法も十分に確立されていなかった。本研究はゲノムストレスという観点から、休止期幹細胞の応答を修飾する要因を解明するための手法を検討したものであり、放射線被ばくのみならず、さまざまな発がんリスクを定量的に比較評価する研究に貢献するものである。