2021 Fiscal Year Research-status Report
Epigenomic analysis of articular cartilage superficial zone cells
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21K09845
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
安原 理佳 昭和大学, 歯学部, 講師 (20453649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 準一 昭和大学, 歯学部, 講師 (40710166)
美島 健二 昭和大学, 歯学部, 教授 (50275343)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 骨格形成 / 軟骨 / エピジェネティクス / 幹/前駆細胞 / 亜鉛トランスポーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、遺伝子発現制御を担うDNAメチル化やヒストンの化学修飾変化に着眼し、軟骨分化機構の解明を目的とした。これまでに、必須微量因子である亜鉛の細胞内調節を担うZIP10欠損マウスは、骨格異常を示し、RNA-sequence法を用いた網羅的発現解析から、骨代謝調節の異常と細胞の生死、エキソソームなどの細胞外vesicleを制御することを明らかにした。一方で、幹細胞や前駆細胞といった未分化な状態の細胞は、環境因子の影響を受け分化が進行することから、細胞内外の亜鉛濃度の変化は幹細胞や前駆細胞の細胞環境に大きく影響し、DNAのメチル化や転写因子の結合配列の化学修飾などエピジェネティクスな制御が働くことで細胞分化異常を生じると予想された。そこで軟骨分化過程をin vitroおよびin vivoで再現するために、以下3点について検討を行った。(1)幹細胞や前駆細胞の検出：タモキシフェン誘導性のCAGCreER-Rainbowマウスで長管骨における成長板でのクローン解析を行った。現在は、Zip10CreER- Rainbow マウスを作製に着手し、Zip10発現細胞でのクローン解析を行う予定である。(2)幹細胞や前駆細胞でのエピジェネティクな変化の検討：軟骨前駆細胞を回収することで、Zip10の発現制御下での軟骨分化過程におけるDNAやヒストンの化学修飾変化を検討している。(3)一方で、骨代謝調節因子を制御する候補因子のDNAをターゲットとしたCRISPR/Cas9 を用いた脱メチル化システムを構築中である。エピジェネティクスによる遺伝子発現制御が細胞の厳格な運命づけに重要であり、疾患制御の要であるエピゲノムの解明を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
Zip10CreER- Rainbow マウスを作製し、タモキシフェン投与することで Zip10 陽性細胞を標識し、標識細胞のクローンを組織学的に解析する予定であるが、 Creマウスの発現の変動が大きく、樹立した別の相同組換えクローンを用いて作製をすすめていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
軟骨前駆細胞から軟骨分化過程におけるDNAやヒストンの化学修飾変化をZip10の発現制御下で解析する予定である。また、骨代謝調節因子を制御する候補因子のDNAをターゲットとしたCRISPR/Cas9 を用いた脱メチル化システムを構築し、軟骨分化に対する３次元培養系を確立していく。
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| Causes of Carryover |
計画していた動物実験に遅れが生じたため、計画を前後して進めているが、来年度に予算を献上して行っていく予定である。
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