| 研究課題/領域番号 |
19K06675
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
友常 大八郎 信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (80283802)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 多能性幹細胞 / ポリコーム遺伝子群 / ポリコーム遺伝子 / 未分化維持 / ポリコーム / 細胞分化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ES細胞やiPS細胞は身体を構成する全ての細胞になることができるとされ、多能性幹細胞と呼ばれている。多能性幹細胞の実際の培養では未分化維持が難しく、積極的に未分化方向へ誘導しないと自然に未分化状態が破綻してしまうことが広く知られている。多能性幹細胞を用いた再生医療を広く普及させるためには、細胞の分化状態を完全かつ容易にコントロールする技術が必要であるが、そのためには実際の培養条件下における未分化状態の維持機構とそれを破綻させる要因を適切に理解する必要がある。そこで、本計画では未分化状態が変動する際に特殊な発現パターンを示す２つのポリコーム遺伝子に着目し、その未分化維持における役割を解析する。
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| 研究実績の概要 |
ヒトES細胞やヒトiPS細胞といった多能性幹細胞は、様々な細胞に分化する能力を持つため、再生医療において、その細胞供給源になると期待されている。しかし、多分化能を保持するためには、未だ分化してない未分化状態であり続ける必要があり、未分化状態が破綻すれば多能性が失われる。本計画では、自然に未分化性が破綻する状況を再現した実験系で見いだされた２つのエピジェネティック遺伝子（ポリコーム遺伝子群に属するMBTファミリー遺伝子）の機能について、特に、未分化性の破綻と正常な分化との違いに焦点をあてて解析している。
本年度は、昨年度から引き続き、未分化状帯の破綻に際して発現が増加するMBTファミリー遺伝子（L3MBTL1とFMBT2）の機能について、ヒトiPS細胞を用いて解析を行った。これらの遺伝子をiPS細胞に導入して強制発現させると、未分化が強く維持され、逆に、CRISPR-Cas9 システムを用いてノックアウトすると、未分化の破綻が起きやすいことがさまざまなマーカーを用いたRT-PCRで確認することができた。さらに、改変細胞の免疫染色でもその傾向が確かめられたが、それはiPSコロニー内の部域によって差があることが分かった。同一コロニーでも、部域によって未分化状態に違いが生じることは以前の研究で示唆されていたが、L3MBTL1とFMBT2は、未分化状態が破綻した細胞で発現してくるため、コロニー内での発現も未分化が破綻した部位に特異的であると予想される。そのため、改変細胞において、コロニー内での差異が生じたのだと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
未分化iPS細胞が行う通常の分化と未分化状態の破綻を区別する研究が進み、遺伝子導入やCRISPR-Cas9 システムを用いた解析を進めることができたが、コロナの影響もあり、ChIP-seqによる解析までは進んでいない。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度は、主にMBTファミリーの標的遺伝子について研究する。ChIP-seqを予定しているが、他の研究により、ある程度標的が予想されているため、個別の標的遺伝子の解析を優先する。ささに、この研究に強制発現やノックアウトの実験系も活用して、多角的に解析する。
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