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2020 Fiscal Year Research-status Report

Research and development of taste bud organoid with cell polarity

Research Project

Project/Area Number 20K18457
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

高井 信吾  九州大学, 歯学研究院, 助教 (30760475)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Keywords味蕾 / 味細胞 / トランスクリプトーム / オルガノイド
Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は、味蕾幹細胞の3次元培養技術である「味蕾オルガノイド」、および味細胞のトランスクリプトーム解析を軸に、味細胞の機能的極性形成メカニズムの解明を目指すものである。現在までに、共焦点レーザー顕微鏡下での単一オルガノイドコロニー分取方法および味細胞トランスクリプトーム解析方法の検討を行ってきた。特に、トランスクリプトーム解析に関しては、令和2年度に、特定の味細胞をGFPでマーキングした遺伝子改変マウスの舌前方部(茸状乳頭)および後方部(有郭乳頭)味蕾から、GFP陽性の味細胞をFluorescence Activated Cell Sorting(FACS)を用いて分取し、単一味細胞の網羅的遺伝子発現解析を行うことに成功した。過去の研究から、舌前方部と後方部では、発生学的な器官の成り立ちの違いや、味覚応答性の違いが示唆されているが、その差を生み出す遺伝子発現の差異に関しては解析が進んでこなかった。今回用いたFACSとBD Rhapsodyを組み合わせたハイスループットなトランスクリプトーム解析により、茸状乳頭と有郭乳頭それぞれにおける特異的な発現遺伝子を見出すことが可能となった。以上の結果を学術論文としてまとめ、責任著者として発表した(Yamada, Takai et al., BBRC, 2021, in press)。その他に、味蕾オルガノイドの成長に影響を及ぼす因子や、味細胞の分化・増殖と全身の栄養状態について、これまでに得られた知見の一部を総説としてまとめ学術誌に寄稿した(髙井, 重村, 化学と生物, 2021 59巻3号)。また、本研究で得られた実験結果の一部を、18th International Symposium on Olfaction and Taste (ISOT2020)、第62回歯科基礎医学会大会にて発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウィルスの蔓延にともなう実験休止期間があったため、オルガノイド解析の一部に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

これまでの実験により、共焦点レーザー顕微鏡下で培養したコロニー群から、GFP蛍光によりコロニーの形態と細胞の配向性を確認し、内径を調節したガラスピペットを用いて狙ったコロニーを回収することに成功している。しかし、現状、出来てくる味蕾オルガノイド中に極性を持つコロニーが出現する確率は予想以上に低く、またコロナウィルスの蔓延による研究休止期間もあったため、極性を持つコロニーの解析は予定よりやや遅れている。現在、培地中に加える成長因子の量や初期の細胞量を検討し、目的のコロニーを得やすい条件を模索している。今後、極性を持つ味蕾オルガノイドコロニーを採取、単一細胞化した後、先に申請者らが発表した論文で用いたBD Rhapsodyによる味細胞のSingle-cell RNAシークエンシングにより、コロニー中に含まれる細胞種の同定、および、その遺伝子発現特性を網羅的に解析する予定である。そこから極性を作り出す候補遺伝子、またシグナリングカスケードを推定する。さらに、マウスから単離した味神経の細胞体を含む神経節(geniculate ganglion、nodose-petrosal ganglion)のニューロンとの共培養系(予備実験では神経単独の培養は成功済み)を試み、神経系と味蕾のインタラクションが見られるかどうかを観察する。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由:試薬が予想より安く購入出来たため。
使用計画:概ね順調に進んでいるので適宜執行する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Gene expression profiling of α-gustducin-expressing taste cells in mouse fungiform and circumvallate papillae2021

    • Author(s)
      YuYamada, ShingoTakai, Yu Watanabe, Ayana Osaki, Yuko Kawabata, Asami Oike, Ayaka Hirayama, Shusuke Iwata, Keisuke Sanematsu, ShojiTabata, Noriatsu Shigemura
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 557 Pages: 206-212

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.04.022

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Drinking Ice-Cold Water Reduces the Severity of Anticancer Drug-Induced Taste Dysfunction in Mice2020

    • Author(s)
      Osaki Ayana、Sanematsu Keisuke、Yamazoe Junichi、Hirose Fumie、Watanabe Yu、Kawabata Yuko、Oike Asami、Hirayama Ayaka、Yamada Yu、Iwata Shusuke、Takai Shingo、Wada Naohisa、Shigemura Noriatsu
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Pages: 8958~8958

    • DOI

      10.3390/ijms21238958

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] インスリンシグナルの末梢味覚器における役割-味細胞の機能調節から分化/増殖に対する影響までー2020

    • Author(s)
      髙井信吾、重村憲徳
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 59巻3号 Pages: 122~129

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] オルガノイド培養系を用いた味細胞分化メカニズム解明への新たなアプローチ2020

    • Author(s)
      髙井 信吾、渡邊 雄、Robert F. Margolskee、Peihua Jiang、二ノ宮 裕三、重村 憲徳
    • Organizer
      第62回 歯科基礎医学会学術大会 メインシンポジウム3 「発生から再生への挑戦」
    • Invited
  • [Presentation] Insulin-mTOR signaling may regulate mouse taste cell generation2020

    • Author(s)
      Shingo Takai, Yu Watanabe, Robert F. Margolskee, Peihua Jiang, Yuzo Ninomiya, Noriatsu Shigemura
    • Organizer
      18th International Symposium on Olfaction and Taste (ISOT2020)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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