2022 Fiscal Year Research-status Report
Novel roles for the transcription factor OTX2 in the epiblast that regulate head development
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21K06204
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| Research Institution | JT Biohistory Research Hall |
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Principal Investigator |
近藤 寿人 株式会社生命誌研究館, その他部局等, 館長・顧問 (70127083)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エピブラスト幹細胞 / OTX2 / Wntシグナル / 中枢神経系 / 神経幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度の研究では、（１）胚のエピブラスト細胞が頭部から尾側への移動しながら神経系原基を作る過程へのOTX2の関与、（２）OTX2の下流遺伝子の解析、（３）OTX2と発現・機能の上で逆相関が予測されるWntシグナルとの関わりの解析ーーこれら３つの研究テーマのうち（３）の研究を重点的に進めた。エピブラスト幹細胞をモデルとして用いた。
まず、(A)エピブラスト幹細胞でのOTX2の発現抑制によって発現を変化させる遺伝子群と、(B)エピブラスト幹細胞に強いWntシグナルを付加した場合に発現を変化させる遺伝子群を解析した。(A)と(B)の遺伝子群の間に高い共通性があることを確認した。
胚の中枢神経系原基（神経幹細胞集団）の形成では、まずOTX2を発現する前部エピブラスト細胞が前部中内胚葉に向かって集合して脳の原基をつくる。その脳原基の後端の細胞群はOTX2発現を失うとともにWntシグナルが高い後方に移動して、頭部に近い脊髄の原基となる。この間に、前部から後部にかけての脳の領域性が決定されると考えられる。このプロセスを解析するために、まず、エピブラスト幹細胞から直接に神経幹細胞株を樹立する方法を確立した。その神経幹細胞株樹立の過程で、細胞をさまざまの強度のWntシグナルに晒すことによって、前脳、中脳、菱脳、頸部脊髄、胸部脊髄に対応する神経幹細胞株を樹立することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究自体は着実に進行しており、充実した成果を上げている一方、以下の理由で、研究の進展のペースは当初計画よりは遅れている。（１）本研究の基盤となる論文の発表に想定以上に長い期間を要した（令和３年度）。（２）令和４年度のエピブラスト幹細胞を用いた研究では、重要な結論がもたらされつつある。その結論を強化するために、当初計画にはなかった、単一細胞トランスクリプトーム解析を行うことが必要になった。単一細胞トランスクリプトーム解析のための準備と解析自体に多くの日数を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の3つの課題のうち、課題（３）については、令和４年度の研究によって重要な結論が得られつつある。今後は、（１）エピブラスト細胞の頭部から尾側への移動の制御へのOTX2の関与、（２）OTX2の下流遺伝子の解析について研究を進める。ニワトリ胚の遺伝子操作を多用する研究に重点を置く。
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| Causes of Carryover |
令和４年度では、マウスのエピブラスト幹細胞を用いた研究に集中した結果、ニワトリ胚を用いた実験に充てる予定であった分の経費は使用しなかった。しかし、令和５年度の研究は、ニワトリ胚を用いた実験（遺伝子発現操作）が中心になる予定である。「次年度使用額」はその経費にあてる。
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