2020 Fiscal Year Research-status Report
毛包幹細胞へのlineage primingに寄与する遺伝子ネットワークの同定
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19K08763
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
森田 梨津子 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, 研究員 (20700040)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 毛包幹細胞 / ライブイメージング / シングルセルRNA-seq |
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| Outline of Annual Research Achievements |
成体毛包の再生能を生涯にわたって支える毛包上皮幹細胞が、胎仔期に正しい場所、正しいタイミングで誘導される機構については、いまだ十分に理解されていない。そこで本研究では、毛包幹細胞へのlineage primingのメカニズムを理解し、これに寄与する制御因子の同定を目指す。私たちはこれまでに、1細胞解像度のライブイメージングと１細胞トランスクリプトーム解析を組み合わせたマルチオミクス解析から、毛包幹細胞の起源を同定し、さらに毛包を構成する各種細胞のコンパートメント形成と幹細胞誘導を同時に可能とする新しい器官発生モデルとして「テレスコープモデル」を提唱した。そして毛包幹細胞の前駆的な細胞は、発生過程においてWnt low/Bmp highの領域から生まれ育まれることを見出した。本年度はこれまでの研究成果を学術論文としてまとめて発表した。さらに、毛包幹細胞の誘導と成熟の過程を支える周囲環境との相互作用を1細胞レベルで理解するために、光変換型の蛍光タンパク質が結合したヒストン (H2B-Dendra2) を全身性に発現するマウスを作製するとともに、BmpやWntシグナルパスウェイのコンディナルノックアウトマウスを入手し、ライブイメージングの取得と動態解析の準備を進めている。また野生型の毛包上皮細胞に加えて、毛包間充織細胞の網羅的な細胞動態解析を進め、隣接する毛包上皮細胞との経時的な対応関係を確認している。
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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
これまでの１細胞トランスクリプトーム解析から、幹細胞の誘導に寄与すると期待されるシグナルパスウェイを見出したことを受けて、本年度はさらに、上皮前駆細胞と相互作用して幹細胞誘導と恒常的な維持に寄与する周囲環境（外的要因）を明らかにするため、各種トランスジェニックマウスの準備をすすめるとともに、毛包上皮細胞に隣接した毛包間充織細胞の動態解析を進めた。概ね当初の研究計画通りに進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
発生期の毛包上皮・間充織細胞の遺伝子状態の変化を1細胞RNA-seqにより網羅的に解析する。さらに幹細胞予定細胞と挙動をともにする周囲細胞の動態や遺伝子発現状態を、野生型およびBmpやWntのコンディナルノックアウトマウス由来の毛包の1細胞オミクス解析より明らかにする。幹細胞の誘導過程で動くシグナルネットワークを、siRNAによるノックダウン、薬理学的阻害剤や活性化剤の添加、レーザーアブレーションによるシグナルソースとなる細胞の除去等を行うことで摂動し、毛包上皮幹細胞の誘導に強く寄与する分子を同定することを目指す。
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| Causes of Carryover |
本年度は成果発表のための旅費を計上していたが、COVID-19感染拡大のために出張予定がすべてキャンセルとなったため、当初の使用予定額より使用額が下回った。本予算は来年度に予定している生化学実験や動物実験費として使用する予定である。
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[Journal Article] Tracing the origin of hair follicle stem cells.2021
Author(s)
Ritsuko Morita, Noriko Sanzen, Hiroko Sasaki, Tetsutaro Hayashi, Mana Umeda, Mika Yoshimura, Takaki Yamamoto, Tatsuo Shibata, Takaya Abe, Hiroshi Kiyonari, Yasuhide Furuta, Itoshi Nikaido, and Hironobu Fujiwara.
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Journal Title
Nature
Volume: In press
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Origin and induction process of hair follicle stem cells2020
Author(s)
Ritsuko Morita, Noriko Sanzen, Hiroko Sasaki, Tetsutaro Hayashi, Mana Umeda, Mika Yoshimura, Takaki Yamamoto, Tatsuo Shibata, Takaya Abe, Hiroshi Kiyonari, Yasuhide Furuta, Itoshi Nikaido, and Hironobu Fujiwara.
Organizer
The 43rd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
Invited
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