2023 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト骨発生機構の理解に基づく組織再生研究基盤の構築
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21H04952
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鄭 雄一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30345053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大庭 伸介 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (20466733)
酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151)
北條 宏徳 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80788422)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 骨再生 / バイオマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、これまでに行った一細胞マルチオーム解析（Single Cell RNA-seq＋Single Cell ATAC-seq）により得られた候補因子について、機能喪失実験系を用いて、骨発生に重要な有望因子群を同定した。具体的には、ヒト間葉系幹細胞において、候補遺伝子に対するsiRNAレンチウイルスを導入し遺伝子ノックダウンを行った。RT-qPCRにより遺伝子ノックダウン効果を確認した後、Bulk RNA-seq解析による遺伝子発現解析を行った。その結果、転写因子ZEB2のノックダウンにより、ALP、IBSP、SP7などの骨芽細胞分化マーカーの発現が有意に抑制されることが明らかになった。さらに、ZEB2の骨組織における発現を組織学的に解析する目的でRNA scopeを行った。その結果、ヒト多能性幹細胞由来骨組織において、ZEB2はSP7陽性骨芽細胞に一部共局在していた。マウス胎児骨組織においても同様の結果が得られた。
次に足場材料として、本研究チームが開発中のTetra-PEGゲルを用いた検討を行った。その結果、水溶性高分子であるPEGの網目が大量の水を保持したPEGハイドロゲルにおいて、新しい相分離現象「ゲル・ゲル相分離」（Ｇｅｌ－Ｇｅｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ＧＧＰＳ）を発見した。ゲル・ゲル相分離により、希薄ゲルの中に１００マイクロメートル程度の濃厚ゲルの繊維状網目が張り巡らされ、細胞外マトリックス類似のスポンジ構造を持つ「ゲル・ゲル相分離材料」が形成されることが示唆された。さらに、ゲル・ゲル相分離材料をモデル動物の皮下に埋め込んだところ、周囲から細胞が入り込み、血管を含む脂肪組織が形成された。
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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
骨発生に重要な新規転写因子を同定した。さらに再生医療への応用が期待される新規ハイドロゲルの開発に成功しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り研究を進める。新規転写因子については、そのin vivo機能解析のためノックアウトマウス解析を行う。また、新規ハイドロゲルを用いた骨再生効果の検証を進める。
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[Presentation] 運動器発のサブセルラーシーケンスで細胞生物学の常識に挑む2023
Author(s)
岡田 寛之, 照井 悠太, 小俣 康徳, 関 真秀, 谷 彰一郎, 宮原 潤也, 真壁 健太, 寺島 明日香, 金澤 三四朗, 細沼 雅弘, 矢野 文子, 小野寺 晶子, 鍛治屋 浩, 斎藤 琢, 鈴木 穣, 岡部 幸司, Roland Baron, 田中 栄, 鄭 雄一, 北條 宏徳
Organizer
第41回 日本骨代謝学会
Invited
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[Presentation] Subcellular sampling and sequencing by iSCseq connects transcriptomics with morphological, physical, and physiological findings in osteoimmunology2023
Author(s)
Hiroyuki Okada, Yuta Terui , Yasunori Omata, Masahide Seki , Shoichiro Tani, Junya Miyahara, Kenta Makabe, Asuka Terashima, Sanshiro Kanazawa, Masahiro Hosonuma, Shoko Onodera, Fumiko Yano, Hiroshi Kajiya, Taku Saito, Yutaka Suzuki, Koji Okabe, Roland Baron, Sakae Tanaka, Ung-il Chung, Hironori Hojo
Organizer
Cold Spring Harbor Laboratory Meeting “Single Cell Analyses 2023”
Int'l Joint Research
