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2022 Fiscal Year Research-status Report

イモリ切断損傷脊髄の完全再生を担う再生細胞の分化多能性と組織再構築能の検証

Research Project

Project/Area Number 21K20747
Research InstitutionKansai Medical University

Principal Investigator

関 亮平  関西医科大学, 医学部, 助教 (40746624)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2024-03-31
Keywords有尾両生類 / 脊髄 / 再生 / 神経幹細胞 / ニューロスフィア
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は、イモリ脊髄損傷後にその再生を担う細胞(以下、再生細胞と呼ぶ)の分離培養法を開発することと、再生細胞の分化多能性の維持や組織再構築能の発揮に係る細胞内シグナル経路や接着分子を明らかにすることである。当該年度は、まず前年度の成果についての論文を執筆し、投稿・公表した。当該論文の内容は、イベリアトゲイモリの中枢神経系組織から神経幹細胞を回収し培養する方法を確立した、というものである。具体的には、マウス等の哺乳類における神経幹細胞の一般的な培養法(ニューロスフィア法)をアレンジした手法を用いることで、イモリの脳と脊髄に由来する細胞からもニューロスフィア様の細胞塊が形成されることを示した。さらに、その細胞塊を構成する細胞が神経幹細胞のマーカータンパク質を発現することと、ニューロンやグリア細胞へと分化することを明らかにし、神経幹細胞としての性質を備えていることを示した。現在、幹細胞性をより厳密に証明するために、得られた細胞塊(ニューロスフィア)の継代培養を行い、繰り返し継代したあとでも未分化性と分化多能性が維持されるか検証中である。
加えて、当初の計画を変更し、脊髄を再生できるイモリと再生できないマウスの神経幹細胞の遺伝子発現プロファイルの比較解析を行うこととした。これにより、イモリ特異的に高発現している遺伝子や活性化しているシグナル経路を見つけ出し、さらに再生能力との関連を実験的に示すことが狙いである。現在までに、上記方法で培養したイモリ由来のニューロスフィアと、マウス由来のニューロスフィアからtotal RNAを抽出し、RNA-seqを実施した。現在、シークエンス結果のデータ解析を実施している最中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

イベリアトゲイモリの神経幹細胞の培養法を確立することができ、その内容を論文として公表することができたものの、論文の執筆や査読対応に時間を要したため、その分実験が滞った。また、当初の研究計画を変更したことで、当該年度に予定していた実験が後回しになったことも遅れの原因である。ただし後者は、イモリの再生能力に関わる遺伝子を直接的にスクリーニングするための計画変更であり、これにより結果的に本研究がより進捗するものと考えている。

Strategy for Future Research Activity

次の3項目を実施する。
(1)これまでに確立したイモリ神経幹細胞培養法が、長期培養(繰り返しの継代培養)にも適応可能かどうかを評価する。ニューロスフィアの継代処理を行い、再びニューロスフィアが形成されるかを調査するとともに、複数回の継代を経た後の細胞の分化多能性の有無を調査する。もし幹細胞性が失われるようであれば、培地へのイモリ血清の添加や、以下の(2)で特定された遺伝子の強制過剰発現を試み、イモリ幹細胞の長期培養方法を確立する。また、これまではニューロンとグリア細胞への分化能のみを調査してきたが、骨や筋肉等の中胚葉性の細胞への分化能の有無も解析したい。
(2)イモリとマウスの神経幹細胞の遺伝子発現プロファイルを比較し、イモリ特異的に高発現している遺伝子をスクリーニングする。候補遺伝子の中から実際にイモリの脊髄再生に関わるものを特定するために、ゲノム編集により培養下のイモリ幹細胞における当該遺伝子のノックアウトを行い、自己複製能と多分化能が減衰するかを評価する。さらに、ゲノム編集後の細胞を、脊髄損傷を施したイモリに移植することで、再生への寄与が正常な幹細胞に比べて量的・質的に低減するかを評価する。
(3)マウスの神経幹細胞に(2)で特定した遺伝子を強制発現させることで、マウスでのイモリ型再生の再現を試みる。(1)で新たに確立した培養方法でマウス細胞を培養することも有効であると期待している。培養条件下における幹細胞の挙動を解析するとともに、マウス脊髄損傷モデルに移植することで脊髄再生が更新されるかを評価する。

Causes of Carryover

研究計画の遅延により、当該年度に実施予定だった実験の一部を次年度に見送ることとなった。また、研究計画の変更に伴い新たに実施することとなった実験のための費用を次年度使用額として確保した。「今後の研究の推進方策」に記載の研究内容を、次年度予算内で実施する。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] OLIG2 is an in vivo bookmarking transcription factor in the developing neural tube in mouse2023

    • Author(s)
      Hayashi Shinichi、Oe Souichi、Koike Taro、Seki‐Omura Ryohei、Nakano Yosuke、Hirahara Yukie、Tanaka Susumu、Ito Takeshi、Yasukochi Yoshiki、Higasa Koichiro、Kitada Masaaki
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/jnc.15746

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Establishment of neural stem cell culture from the central nervous system of the Iberian ribbed newt Pleurodeles waltl2022

    • Author(s)
      Seki‐Omura Ryohei、Hayashi Shinichi、Oe Souichi、Koike Taro、Nakano Yousuke、Hirahara Yukie、Tanaka Susumu、Kitada Masaaki
    • Journal Title

      Development, Growth & Differentiation

      Volume: 64 Pages: 494~500

    • DOI

      10.1111/dgd.12820

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sulfatide with ceramide composed of phytosphingosine (t18:0) and 2-hydroxy FAs in renal intercalated cells2022

    • Author(s)
      Nakashima Keiko、Hirahara Yukie、Koike Taro、Tanaka Susumu、Gamo Keizo、Oe Souichi、Hayashi Shinichi、Seki-Omura Ryohei、Nakano Yousuke、Ohe Chisato、Yoshida Takashi、Kataoka Yosky、Tsuda Masayuki、Yamashita Tatsuyuki、Honke Koichi、Kitada Masaaki
    • Journal Title

      Journal of Lipid Research

      Volume: 63 Pages: 100210~100210

    • DOI

      10.1016/j.jlr.2022.100210

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cytoplasmic Polyadenylation Element-Binding Protein 1 Post-transcriptionally Regulates Fragile X Mental Retardation 1 Expression Through 3′ Untranslated Region in Central Nervous System Neurons2022

    • Author(s)
      Oe Souichi、Hayashi Shinichi、Tanaka Susumu、Koike Taro、Hirahara Yukie、Seki-Omura Ryohei、Kakizaki Rio、Sakamoto Sumika、Nakano Yosuke、Noda Yasuko、Yamada Hisao、Kitada Masaaki
    • Journal Title

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      Volume: 16 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fncel.2022.869398

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス脊髄損傷へのイモリ型脊髄再生原理の導入に向けて2023

    • Author(s)
      林真一、関亮平、大江総一、小池太郎、中野洋輔、伊藤健、安河内彦輝、日笠幸一郎、北田容章
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] イモリ中枢神経系に由来する幹細胞の培養法の確立2023

    • Author(s)
      関亮平、林真一、大江総一、小池太郎、中野洋輔、平原幸恵、田中進、北田容章
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] マウス一次感覚ニューロンにおけるCD34陽性ニューロンの同定2023

    • Author(s)
      小池太郎、大江総一、林真一、関亮平、中野洋輔、北田容章
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] 解剖学分野における医用画像の早期取扱いがもたらす教育効果2023

    • Author(s)
      中野洋輔、大江総一、林真一、小池太郎、関亮平、北田容章
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] イベリアトゲイモリの神経幹細胞培養法の確立2023

    • Author(s)
      関亮平、林真一、大江総一、小池太郎、中野洋輔、平原幸恵、田中進、北田容章
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] マウス脊髄損傷へのイモリ型脊髄再生原理の導入に向けて2023

    • Author(s)
      林真一、関亮平、大江総一、小池太郎、中野洋輔、伊藤健、安河内彦輝、日笠幸一郎、北田容章
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] スルファチド分子種はシュワン細胞系譜の初期から発現する2023

    • Author(s)
      蒲生恵三、平原幸恵、小池太郎、大江総一、林真一、関亮平、中野洋輔、小野勝彦、北田容章
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] miR-505はSTAT3/AUF1経路を介してグリオーマ幹細胞の腫瘍形成能を制御する2023

    • Author(s)
      大江総一、柿崎梨緒、阪本純加、佐藤輝英、林真一、小池太郎、関亮平、中野洋輔、北田容章
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] イベリアトゲイモリ中枢神経系由来の神経幹細胞の培養法2023

    • Author(s)
      関亮平、林真一、大江総一、小池太郎、中野洋輔、平原幸恵、田中進、北田容章
    • Organizer
      両生類研究センターバイオリソース棟落成記念シンポジウム
  • [Presentation] マウス脊髄損傷へのイモリ型脊髄再生原理の導入に向けて2023

    • Author(s)
      林真一、関亮平、大江総一、小池太郎、中野洋輔、伊藤健、安河内彦輝、日笠幸一郎、北田容章
    • Organizer
      両生類研究センターバイオリソース棟落成記念シンポジウム
  • [Presentation] イモリ脊髄再生におけるトランスクリプトーム解析 -イモリから学ぶ再生原理-2022

    • Author(s)
      林真一、関亮平、大江総一、小池太郎、中野洋輔、伊藤健、安河内彦輝、日笠幸一郎、北田容章
    • Organizer
      第3回イベリアトゲイモリ研究会
  • [Presentation] イベリアトゲイモリの神経幹細胞培養 ~脊髄の完全再生を担う細胞の分化多能性解明を目指して~2022

    • Author(s)
      関亮平、林真一、大江総一、小池太郎、中野洋輔、平原幸恵、田中進、北田容章
    • Organizer
      第3回イベリアトゲイモリ研究会
  • [Remarks] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/SEKI-R_CV

URL: 

Published: 2023-12-25  

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