Cell competition analysis using model cells of mosaic aneuploidy
| Project/Area Number |
19K22515
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
松浦 伸也 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 達雄 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (40452627)
阿久津 シルビア夏子 (AkutsuSilviaNatsuko) 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10822299)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 染色体 / 異数性 / 細胞競合 / モザイク |
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| Outline of Research at the Start |
モザイク・トリソミーは、トリソミーの受精卵が、卵割の過程で一部の細胞において余剰染色体が排除され正常核型となる「トリソミーレスキュー」が生じることに起因する。一般的にモザイク・トリソミーの表現型は、正常核型細胞のモザイク率が高いほど軽いと考えられている。モザイク率は、発生組織や時期によって方向性をもって変動する現象が報告されており、正常核型細胞とトリソミー細胞との競合が臨床像を決定する機構の存在が示唆される。しかしその本質的な問題は未解決である。そこで本研究では、細胞増殖相と分化相における正常核型細胞と異数性細胞との細胞競合の実体を明らかにすることを研究目的としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
異数性モザイクとは、染色体数の異なる細胞群が同一個体に混在する病態であり、とくに正常核型とトリソミーが混在した個体をモザイク・トリソミーと呼ぶ。モザイク・トリソミーは、減数分裂の染色体不分離によって生じたトリソミーの受精卵が、卵割の過程で一部の細胞において余剰の染色体が排除され正常核型となる「トリソミーレスキュー」が生じることに起因する。一般的にモザイク・トリソミーの表現型は、フル・トリソミーに比べて軽く、また、正常核型細胞のモザイク頻度が高いほど表現型が軽いと考えられている。さらに興味深いことに、モザイク・トリソミーのモザイク率が発生組織や時期によって変動する現象が報告されており、正常核型細胞とトリソミー細胞との競合が臨床像を決定する機構の存在が示唆される。しかし、正常核型細胞とトリソミー細胞との細胞競合現象については不明な点が多い。
最近、トリソミーレスキュー現象が、細胞の初期化によって誘導されることが報告されており、本申請予備実験においてもフル・トリソミー21由来皮膚線維芽細胞の初期化によって正常核型iPS細胞クローンの単離に成功している。そこで、ゲノム編集技術を用いて蛍光標識したトリソミーiPS細胞とトリソミーレスキューiPS細胞をタイムラプスイメージングして、細胞増殖相と分化相における正常核型細胞と異数性細胞との細胞競合の実体を明らかにすることを計画した。
これまでに、非相同末端結合を用いた高効率な遺伝子ノックイン技術であるCRISPR/ObLiGaRe法を用いて、トリソミーiPS細胞およびトリソミー・レスキューiPS細胞のセーフハーバーサイトAAVS1遺伝子座に、核移行シグナルを付加したEGFPまたはRFP遺伝子を1コピーずつノックインした。これにより、遺伝的背景を厳密に揃えた状態で異数性モザイク集団の細胞競合実験系を構築した。
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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
これまでに、非相同末端結合を用いた高効率な遺伝子ノックイン技術であるCRISPR/ObLiGaRe法を用いて、トリソミーiPS細胞およびトリソミー・レスキューiPS細胞のセーフハーバーサイトAAVS1遺伝子座に、核移行シグナルを付加したEGFPまたはRFP遺伝子を1コピーずつノックインした。遺伝的背景を厳密に揃えた状態で異数性モザイク集団の細胞競合実験系を構築したことから、研究はおおむね順調に進展していると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
異数性モザイク集団における細胞競合現象の普遍性を検証するために、ダウン症候群に加えて、トリソミー13（パタウ症候群）、トリソミー18（エドワーズ症候群）患者由来の初代線維芽細胞の初期化を行い、各iPS細胞の核型解析を行う。正常核型細胞クローンを少なくとも2クローン以上単離するすることを目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Familial rhabdomyosarcoma due to germline bi-allelic variants of BUB1B2019
Author(s)
Yoshida K, Yamaoka S, Yoshida M, Nakabayashi K, Shirai R, Osumi T, Kiyotani C, Akutsu SN, Miyamoto T, Hata K, Kiyokawa N, Yoza Y, Matsumoto K, Matsuura S, Kato M
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Journal Title
Pediatric Blood & Cancer
Volume: 66
DOI
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[Presentation] BUB1Bの生殖細胞系列の両アレルバリアントによる家族性横紋筋肉腫2019
Author(s)
Yoshida K, Yamaoka S, Yoshida M, Nakabayashi K, Shirai R, Osumi T, Kiyotani C, Akutsu SN, Miyamoto T, Hata K, Kiyokawa N, Yuza Y, Matsumoto K, Matsuura S, Kato M
Organizer
第61回小児血液・がん学会学術集会（広島）
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