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細胞非自律的に作用する遺伝子の網羅的同定法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05169
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関山梨大学

研究代表者

升井 伸治  山梨大学, 大学院総合研究部, 特任准教授 (20342850)

研究分担者 黒澤 尋  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10225295)
斉藤 美佳子  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20291346)
若山 照彦  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40360672)
研究期間 (年度) 2019 – 2021
研究課題ステータス 中途終了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード分子経路 / 分子ネットワーク / シグナル伝達 / 細胞分化
研究開始時の研究の概要

解析モデルとして、多能性幹細胞と、そのフィーダー細胞としての線維芽細胞を用いる。線維芽細胞において発現する遺伝子の中で、多能性幹細胞の維持について細胞非自律的に作用する遺伝子を同定するための新しい実験系の開発を行う。続いて、これを網羅的同定法へと拡張する。網羅的に同定された遺伝子を、複数まとめて、別種の細胞(フィーダー細胞として機能しないもの)において強制発現することで、その細胞がフィーダー細胞としての機能を獲得することを確認し、これにより細胞非自律的に作用する遺伝子が同定出来ることの証明とする。

研究実績の概要

ヒトの表現型は多様であるが、それらは個々の細胞の機能が組み合わさって表出されると考えられる。一般に、細胞の機能は、代表的な分子経路を制御する重要な遺伝子により大きく制御される。最近の報告から、それら重要な遺伝子の発現は、多数の他の遺伝子により制御されることが明らかとなってきた。また、ほぼ全ての遺伝子において、その発現を変化させる遺伝的多型がみつかることが示されてきた。さらに、多くの遺伝子の発現が環境要因の影響を受ける。そこで本研究では、作業仮説として、個人ごとの遺伝要因や環境要因の差異が、多数の遺伝子の発現変化を介して、代表的な分子経路の差異につながると考える。このとき、細胞非自律的に作用する遺伝子は、より多くの遺伝子に作用することで、代表的な分子経路に影響を与えるはずである。
升井氏は環境要因の差異を検出するためのツールとして、様々な分子経路のレポーター遺伝子を導入したマウスES細胞を樹立した。次に薬剤処理により導入したレポーター遺伝子からシグナルが得られるか調べたところ、最終的に低酸素シグナルを検出することが可能なES細胞を選抜することに成功した。このレポーター遺伝子は、予備的な実験から、ヒトiPS細胞においても機能することが見出されている。また、細胞非自律的遺伝子の作用の検出が可能か調べるため、別種の細胞との共培養系を行ったところ、シグナルの変化を検出することができた。以上のことから、本研究を実施するために必要なツールの作成に成功し、また1例ではあるが、本研究の作業仮説が正しいことが示された。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Optimized conditions for the supplementation of human-induced pluripotent stem cell cultures with a GSK-3 inhibitor during embryoid body formation with the aim of inducing differentiation into mesodermal and cardiac lineage2020

    • 著者名/発表者名
      Yoda Kiyomi、Ohnuki Yoshitsugu、Masui Shinji、Kurosawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 129 号: 3 ページ: 371-378

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.09.015

    • NAID

      40022194562

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Reprogramming Into Corneal Epithelial Cells Using a Transcriptional Network Comprising PAX6, OVOL2, and KLF42019

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa Koji、Hikichi Takafusa、Nakamura Takahiro、Nakamura Masahiro、Sotozono Chie、Masui Shinji、Kinoshita Shigeru
    • 雑誌名

      Cornea

      巻: 38 号: 1 ページ: S34-S41

    • DOI

      10.1097/ico.0000000000002074

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Screening of molecules that facilitate transition from mouse embryonic stem cells to early-embryonic-like cells2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi Murakami, Yoshitsugu Ohnuki, Shinji Masui, Hiroshi Kurosawa
    • 学会等名
      JAACT2020 Fuchu
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Primitive endoderm cells promote proliferation and differentiation of pluripotent stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi Iwama, Yoshitsugu Ohnuki, Shinji Masui, Hiroshi Kurosawa
    • 学会等名
      JAACT2020 Fuchu
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Cyclic N-alkyl Peptides as BFGF Mimetics to Maintain the Pluripotency of Human Induced Pluripotent Stem Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sato, Hiromi Tanaka, Yoshitsugu Ohnuki, Shinji Masui, Takashi Kawakami, Hiroshi Kurosawa
    • 学会等名
      JAACT2020 Fuchu
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞らしさの制御メカニズム 多能性幹細胞と体細胞2020

    • 著者名/発表者名
      升井伸治
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞の未分化増殖を可能にする新規ペプチド化合物の分子進化工学的スクリーニング法による探索及び人工 FGFRアゴニストとしての機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤将、大貫喜嗣、升井伸治、川上 隆史、黒澤尋
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞において中胚葉分化が促進された胚様体を形成するためのGSK-3β阻害剤処理条件の検討2019

    • 著者名/発表者名
      依田聖未、大貫喜嗣、升井伸治、黒澤尋
    • 学会等名
      日本組織培養学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-03-28  

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