Development of fundamental technologies for stomach tissue regeneration

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Kurisaki Akira 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60346616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 仁実 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80641068)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 胃 / 幹細胞 / 分化

Outline of Final Research Achievements

In this study, we used the mouse stomach as a model system to develop basic technologies for the regeneration of functional gastric epithelial tissue. Firstly, we developed a 3-dimensional culture method to prepare the proliferative stem cells from adult mouse stomach by culturing them in serum-free medium. Taking advantage of single cell analysis technologies, we identified the regulatory signals for gastric epithelial cell differentiation. We found that EGF signaling promotes differentiation from the stem cells to mucus-secreting cells. We also found that activation of NK-kB signaling suppressed differentiation signaling and maintained the stem cell state.

Free Research Field

幹細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、成体の胃組織から幹細胞を取り出して、幹細胞増殖シグナルを同定した。また、幹細胞から胃粘膜を形成する表層粘液細胞への分化シグナルも同定した。本成果は胃の組織再生のための基盤となる細胞調製法の構築に有用と考えられる。組織の幹細胞から様々な細胞種が作られる詳細なしくみは十分明らかになっていないが、本研究ではQualtz-seq2という高精度なシングルセル解析を駆使して、胃組織の遺伝子発現を詳細に解析することで、1細胞レベルでシグナル経路の解明に成功した。即ち、非常に高い精度のシングルセル解析で、成体組織の細胞シグナル経路の解明が可能であることを実証できた点でも学術的意義は大きい。