2021 Fiscal Year Research-status Report
脊椎動物器官再生における組織横断的な幹細胞ニッチの活性化機構の解析
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19K06437
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深澤 太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10565774)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 再生 / アフリカツメガエル / interleukin-11 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、アフリカツメガエル(Xenopus laevis)幼生尾再生において、尾再生時に発現するインターロイキン11（il11）に筋肉・脊索・神経の未分化細胞を誘導する機能があることを見出していた。再生時における複数組織の未分化細胞の誘導がたった一因子に因ることを示す結果であり、これより「各組織の組織幹細胞には組織の別を問わない共通の活性化機構がある」という仮説を立て、現在検証を行っている。今年度は、(1) 尾再生時においてil11ノックダウンにより発現低下する遺伝子群より同定された因子X25789（仮称）について、X25789ノックダウン時の幼生尾遺伝子発現プロファイルをRNA-sequencingにより解析し、X25789の下流で尾再生に必須な機能を担う可能性のある遺伝子を複数同定した。(2)ツメガエルにおいてil11受容体とアノテーションされていた遺伝子（il11ra.L）が実際にIL11を受容すること、il11ra.Lノックダウン個体は尾再生が阻害されること、一方でIL11により誘導される未分化細胞においてil11ra.L発現は必要でなく、IL11を受容し未分化細胞誘導を担う細胞種の存在が示唆されたことを報告した。(3) il11の下流で機能していると考えられる遺伝子Relaxin family locus B.Sについて、このノックダウン個体は尾再生時の形態形成に異常を示すことを見出した。(4) 組織幹細胞の濃縮法として知られるSide population法がツメガエル幼生尾再生芽中の組織幹細胞の濃縮にも有効であることを見出した。(5) 再生能を規定する免疫応答について、尾再生に対し阻害的に作用する白血球2種とこれらを接続するケモカイン・ケモカイン受容体の組み合わせを同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1) X25789ノックダウン時の幼生尾遺伝子発現プロファイルをRNA-sequencingにより解析し、X25789の下流で尾再生に必須な機能を担う可能性のある遺伝子を複数同定した。(2) ツメガエル培養細胞株XTC-YFのil11ra.Lノックアウト株においてStat3リン酸化機構そのものは健全であることを示すため、同様にStat3リン酸化を起こすリガンドであるLeukemia inhibitory factorを投与し、確かにStat3リン酸化が見られることを確認した。 (3) il11ノックダウン時に発現低下する遺伝子Relaxin family locus B.Sについて、このノックダウン個体は尾再生時の尾伸長・尾の形態に異常を示すことを見出した。(4)組織幹細胞のもつ薬剤排出能を利用した幹細胞濃縮法であるSide population (SP)法をツメガエル幼生尾再生芽に適応した。酵素的に細胞分散した再生芽において、Hoechst 33342低染色性を示すSPを見出した。またSPを単離しsingle cell RNA sequencingを行い既知の組織幹細胞（筋衛星細胞・神経幹細胞）がSPに濃縮されていることを確認した。(5)幼生尾再生に阻害的に働く免疫応答について、この応答を引き起こすケモカインとその発現細胞（Leu-Bと仮称）を同定した。また、当該ケモカインの受容体とその発現細胞（Leu-Cと仮称）を同定した。Leu-BないしLeu-Cの分化阻害が幼生尾の再生能を向上させることを見出した。なお(1)から(4)の実験の一部は課題番号20K21517（代表：久保健雄）と共同で実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間の延長をしたため、次年度が最終年度となった。既存の結果については論文化を行う。(1)(4)については投稿中である。今年度に行った幼生尾再生芽SPのsingle cell RNA sequencingの解析を進め、各組織における幹細胞の同定と、静止状態・活性化状態、未分化維持状態・細胞運命決定状態など各状態の遷移に伴う発現遺伝子の変化を追跡する。これにより、各組織幹細胞の活性化様式の直截的な記述や、活性化に関わる因子の同定を試みる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症対策のため所属研究機関において活動制限が設けられたのに伴い一部の実験が次年度に持ち越されているため。実験自体は次年度に予定通り行う。
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Research Products
(5 results)
