| 研究課題/領域番号 |
20H04510
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
出沢 真理 東北大学, 医学系研究科, 教授 (50272323)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | Muse細胞 / 多能性幹細胞 / 貪食 / 分化 / eat-me signal / 貧食 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで幹細胞分化はモルフォーゲンによって引き起こされると考えられてきたが、申請者らは全く新しい分化機構を生体内多能性幹細胞Muse細胞で見いだした。受傷・細胞死に陥った分化細胞の破片を貪食し、取込んだ分化細胞の転写因子を再利用することで迅速でエラーの少ない「貪食した相手と同一の細胞種に分化する」という新しい概念である。貪食は単なる清掃作業と思われてきたが、それ以上の生物学的意義があると示唆される。
本研究ではMuse細胞における「貪食による分化」の分子機構を詳細に検討し、遺伝子導入やサイトカイン投与を組合せた煩雑でコストと時間のかかる現行の多能性幹細胞誘導法に簡便で効率的な誘導方法を探索する。
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| 研究実績の概要 |
1）貪食によりどのように分化が始動されるかのメカニズム解明を目標に研究を行った。分化を制御する転写因子に着眼して解析する為にGATA-4-mcherryをknock-inしたマウス心筋細胞を作成し抗がん剤処理で細胞死を誘導した。死細胞片をヒトMuse細胞に投与し貪食させると、取り込まれたマウス心筋由来のGATA-4-mcherryは１日でMuse細胞の細胞質と核に移行し48時間迄に横紋様構造を有する細長い心筋細胞に劇的な形態変化を遂げた。これらの細胞にKClを投与し脱分極させると細胞内にカルシウムが流入し、ChiP sequenceや免疫電子顕微鏡で解析すると、貪食により取り込まれたマウス由来GATA-4-mcherryはヒトMuse細胞のゲノムの心筋分化に関わる因子、GATA,Nkx2.5,MEF2,SP1等のプロモーターに結合し、RNAポリメラーゼやTFIIB等転写装置の複合体も形成されていることが確認された。
2）Muse細胞以外の体性幹細胞、間葉系幹細胞MSCや神経幹細胞NSCの貪食による分化誘導を行った。MSCは軟骨や脂肪の死細胞片を貪食させると同一細胞に分化するが、心筋や神経を貪食させても同一細胞への分化は見られず、NSCは元々神経系因子を発現するが、神経あるいはグリア細胞の死細胞片貪食により分化が促進したものの、心筋や肝臓等の死細胞片では分化誘導が無かった。これらから貪食により体性幹細胞は同一細胞種に分化するが、幹細胞が持つ分化のポテンシャルに制約された範囲内での分化に留まることが分った。
3）分化能が由来臓器により異なるかを検討する為に骨髄と臍帯のMuse細胞で比較した。貪食能や分化性向性に違いは無く、生殖系、血液系、胎盤等個体外組織への分化は臍帯Museにみられ、骨髄Museにはほとんど見られないか部分的な分化関連因子の発現が限定した時期のみに留まった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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