2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanism of chronic intestinal inflammation at single-cell level using optogenetic technique
Publicly Offered Research
| Project Area | Preventive medicine through inflammation cellular sociology |
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| Project/Area Number |
18H05033
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高山 和雄 大阪大学, 薬学研究科, 助教 (10759509)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光操作 / 腸管上皮細胞 / 慢性炎症 / 腸炎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性的な炎症状態は線維化や発がんに繋がる重大なリスクファクターである。1細胞解析技術の進歩により、1細胞レベルでの慢性炎症の解明が進展している。1細胞レベルで炎症細胞社会を順遺伝学的に理解する研究は精力的に実施されているが、1細胞レベルでゲノム変異を人為的に誘導し、炎症細胞社会を逆遺伝学的に理解する試みはほぼ実施されていない。我々はこれまでに、光を照射した部位のみでゲノム・遺伝子発現を操作できるシステムを構築済みであるため（ACS Chem Biol. 2018 Feb 16;13(2):449-454.）、炎症に関連したゲノム変異を1細胞に導入することができると考えた。本研究では、従来の順遺伝学的アプローチにより得られた腸炎及びそれに付随する大腸癌に関連したゲノム変異を1細胞レベルで導入し、腸炎を起点とする大腸癌の進行の予測及び予防に役立つ因子を同定することを目指す。まず、我々がこれまでに開発してきたヒト腸管単層膜モデル（Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2019;8(3):513-526.）に対して、光照射により1細胞レベルで遺伝子異常を導入することを試みた。ここでは、光依存的に外来遺伝子発現を誘導可能なGAVPOシステムを用いた。光毒性を回避するために、より短い光照射時間で外来遺伝子発現を誘導・維持できる改良型GAVPOシステムの開発を試みた。GAVPOシステムに複数の遺伝子変異を導入することにより、15分の光照射で外来遺伝子の発現を24時間以上持続できることを確かめた。本手法を用いて、光依存的にがん関連遺伝子をヒト腸管単層膜モデルに発現させた。その結果、光照射細胞のみで、目的のがん関連遺伝子の発現が誘導できることが確かめられた。本手法を用いることにより、任意の空間パターンでがん関連遺伝子を操作できるようになると期待できる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Generation of human iPS cell-derived intestinal epithelial cell monolayers by CDX2 transduction2019
Author(s)
Takayama K., Negoro R., Yamashita T., Kawai K, Ichikawa M, Mori T, Nakatsu N, Harada K, Ito S, Yamada H, Yamaura Y, Hirata K, Ishida S, Mizuguchi H.
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Journal Title
Cell Mol Gastroenterol Hepatol.
Volume: 8
Pages: 513-526
Peer Reviewed
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