2023 Fiscal Year Annual Research Report

多機能因子として哺乳類胚発生を制御するGARP complexの役割

Research Project

Project/Area Number	20K06453
Research Institution	Hyogo Medical University
Principal Investigator	杉本道彦兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (10373317)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田夛祐喜国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (10746382)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	マウス / 初期発生 / 細胞内小胞輸送 / 胚性致死 / 多能性幹細胞 / scRNA-seq
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、細胞内小胞輸送を制御するタンパク質複合体GARP complexを構成する各因子の哺乳類発生過程における役割の違いを、single-cell RNA sequencing (scRNA-seq)により解明することを目的とする。本研究の成果により、これまでに知られていなかった細胞内小胞輸送経路による哺乳類胚発生制御メカニズム解明につながる成果が得られると期待される。本研究遂行に必要なscRNA-seq解析のために開発した「scRNA-seqサンプル多重化のための細胞標識技術」を更に改変した新手法、「メタノール固定細胞を用いたmultiplex scRNA-seq」を考案し実証実験を行い、本技術による解析データの検証を行ったところ、既報のデータと比較しても遜色のないqualityであることが確認できた。本技術を実際に用いて、GARP complex構成因子の変異マウス胚での多検体複合微量scRNA-seq解析を行い、野生型胚との間で発現に差が認められた遺伝子群を抽出したところ、初期胚を構成する細胞群のうち、visceral endodermにおいてプログラム細胞死関連遺伝子の発現が複数同時に変動していることが確認された。GARP complex構成因子の一つであるVps52を欠損させたmouse embryonic fibroblast (MEF) を樹立し、初期胚で変動が確認された遺伝子が関与するプログラム細胞死を誘導する薬剤に対する感受性の検証を行ったところ、Vps52欠損MEFは正常MEFよりも誘導試薬に対する感受性が高くなっていることが確認された。つまり、プログラム細胞死が起きやすい状態にあることが判明した。本研究により、GARP complexがプログラム細胞死の抑制に関与していることを示唆する新たな知見を得ることができた。