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Molecular mechanism of stem cell aging in the bone marrow and muscular tissues

Research Project

Project/Area Number 20H03810
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

Teramura Takeshi  近畿大学, 大学病院, 准教授 (40460901)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 味八木 茂  広島大学, 病院(医), 講師 (10392490)
小野寺 勇太  近畿大学, 大学病院, 助教 (30510911)
村川 泰裕  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (50765469)
竹原 俊幸  近畿大学, 大学病院, 助教 (60580561)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywords幹細胞 / 幹細胞老化 / 再生医療 / 運動器 / 遺伝子発現 / 遺伝子治療 / 間葉系幹細胞 / 筋衛星細胞 / 老化 / ゲノム解析 / 組織幹細胞 / 転写制御
Outline of Research at the Start

高齢化が急速に進行する中で、加齢性組織変性とその主因の一つである幹細胞老化を理解し方策を講じることは重要な課題である。加齢による機能低下が顕著な筋骨格組織では、筋衛星細胞、間葉系幹細胞の2種類の幹細胞が重要な役割を担っており、加齢に伴う細胞数の減少や性能の劣化が知られている。一方で、これまで報告されている表現系を裏付けるような遺伝子発現制御レベルでの変化は不明確である。本研究では、ATACseq、NET-CAGEseqといった新しい解析技術を用い、実際に起こっている転写活性変化を可視化・定量化したゲノム活性アトラスを作成する。さらに、ウイルスを用いた遺伝子治療技術を用い、老化制御法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

Dysfunction in locomotive tissues occurs with aging is the important impediment to QOL. In this study, we investigated molecular mechanism of stem cell aging focusing on the gene regulatory mechanisms at various levels. Using bone marrow and muscular tissues from aging model mice and humans, we clarified the mechanisms causing stem cell depletion and abnormal differentiation and obtained the notion indicating the possibility of therapeutics to recover the stem cell function by gene transferring.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

幹細胞老化は、高齢者にみられる組織機能の低下や様々な加齢性疾患の原因になりうるが、その原因や危険因子については未解明な点が多い。本研究では筋組織と骨髄組織に存在する幹細胞について、幹細胞老化を引き起こす原因と幹細胞劣化に至るメカニズムの一端を明らかにした。本研究成果は組織の劣化を定量的に評価する診断法や、機能回復を目指した遺伝子治療法の開発に結びつく可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Adipose-derived exosomes block muscular stem cell proliferation in aged mouse by delivering miRNA Let-7d-3p that targets transcription factor HMGA22022

    • Author(s)
      Itokazu Maki、Onodera Yuta、Mori Tatsufumi、Inoue Shinji、Yamagishi Kotaro、Moritake Akihiro、Iwawaki Natsumi、Shigi Kanae、Takehara Toshiyuki、Higashimoto Yuji、Akagi Masao、Teramura Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Issue: 7 Pages: 102098-102098

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102098

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Depletion of NIMA-related kinase Nek2 induces aberrant self-renewal and apoptosis in stem/progenitor cells of aged muscular tissues2022

    • Author(s)
      Mori Tatsufumi、Onodera Yuta、Itokazu Maki、Takehara Toshiyuki、Shigi Kanae、Iwawaki Natsumi、Akagi Masao、Teramura Takeshi
    • Journal Title

      Mechanisms of Ageing and Development

      Volume: 201 Pages: 111619-111619

    • DOI

      10.1016/j.mad.2022.111619

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] C10orf10/DEPP activates mitochondrial autophagy and maintains chondrocyte viability in the pathogenesis of osteoarthritis2022

    • Author(s)
      Kuwahara Masanari、Akasaki Yukio、Kurakazu Ichiro、Sueishi Takuya、Toya Masakazu、Uchida Taisuke、Tsutsui Tomoaki、Hirose Ryota、Tsushima Hidetoshi、Teramura Takeshi、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 36 Issue: 2 Pages: 22145-22161

    • DOI

      10.1096/fj.202100896r

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 骨髄間葉系幹細胞におけるTak1の抑制は静止期を誘導し移植細胞の定着効率を向上させる2021

    • Author(s)
      小野寺勇太、寺村岳士、竹原俊幸、福田寛二
    • Organizer
      第19回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Tak1はYap1/Tazとの相互作用を介し骨髄間葉系幹細胞(BMMSC)の細胞周期を制御する。2021

    • Author(s)
      福田寛二、小野寺勇太、寺村岳士、竹原俊幸、福田寛二
    • Organizer
      第19回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Tak1は増殖性サイトカイン依存性のBMMSC増殖を制御し、その阻害は可逆的増殖停止を誘導する2021

    • Author(s)
      信貴香苗、小野寺勇太、竹原俊幸、寺村岳士、福田寛二
    • Organizer
      第19回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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