| 研究課題/領域番号 |
20K21425
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高橋 淑子 京都大学, 理学研究科, 教授 (10183857)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 腸蠕動運動 / 振動波 / 腸平滑筋 / カハール介在細胞 / トリ胚 / Neural crest cells |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでに発生中の胚を用いることで、腸がもつ内在的な蠕動運動ポテンシャルとその遺伝プログラム制御の可能性を見出しつつある。また腸由来細胞を用いた長期培養法を可能にすることで、「腸収縮オーガノイド」の作製に世界で初めて成功した。これらの独自解析系を用いることで、特に蠕動運動のペースメーカーと考えられていたがその実体が謎であった「カハール介在細胞」の理解が一気に進み始めた。カハール介在細胞が腸平滑筋や腸神経系とネットワークを作る機構を明らかにし、蠕動運動を可能にする細胞－組織ー器官の協調的制御の全容に迫りたい。
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| 研究実績の概要 |
ニワトリ胚後腸由来の細胞を用いて「腸収縮性オーガノイド」を作製した。腸収縮オーガノイドは直径約１００マイクロメーターの細胞塊で、規則的な収縮を繰り返す。またGCaMPを用いた解析から、細胞内Ca2+濃度の変化がオーガノイド構成細胞間で顕著に同期することがわかった。さらにオーガノイド内では、蠕動運動のペースメーカー細胞といわれているカハール介在細胞（Interstitial Cells of Cajal: ICC）が内側の細胞集団を構成し、外側の一層の細胞は平滑筋であることが免疫染色法により明らかになった。TuJ1染色の結果、神経系の細胞はオーガノイドにはほとんど含まれていなかった。このことから、この腸収縮オーガノイドを用いることで、ICCと平滑筋の間にみられる細胞間相互作用が高解像度で解析できることが期待された。事実、GCaMPシグナルを指標にして、ICC同士、平滑筋同士、そしてICC-平滑筋間のCa2＋変化を計測したところ、ほぼ完璧な同期現象が認められた。次にこれらの細胞間相互作用の制御機構を知るために、さまざまな薬剤処理を行ったところ、一部においてギャップジャンクションの関与が明らかになった。蠕動運動を制御する細胞間相互作用のしくみは、その重要性に比してほとんどわかっていないのが現状である。この研究で開発した腸収縮オーガノイドは、これらの課題を突破するための有用なツールになると期待される。
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