| 研究課題/領域番号 |
21K05378
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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38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
鳥山 優 静岡大学, 農学部, 教授 (60202206)
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| 研究分担者 |
小池 亨 静岡大学, 理学部, 講師 (20377716)
道羅 英夫 静岡大学, 理学部, 教授 (10311705)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ナマコ / 内臓放出 / 横切断 / 器官再生 / 再生芽 / 遺伝子発現解析 / 内胚葉分化 / 分化転換 / 幹細胞様細胞 / RNA-seq / 幹細胞 / マナマコ / 組織学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
棘皮動物に属するマナマコは，刺激に応じて「内臓の自切・放出」を行う。我々は「その内臓放出個体を横切断すると，各切断体から個体が再生すること」を発見しており，そこには器官再生の根幹を成す分子機構が関わると考えられる。本研究は，この再生実験系における「器官再生の起点となる再生芽」に着目し，その構成細胞の起源と再生芽形成・器官形成に関わる分子機構を明らかにすることを目的とする。具体的内容として，①再生芽形成・器官形成過程の組織学的解析，②各種ステージの再生芽の網羅的遺伝子発現解析，③目的遺伝子発現細胞の同定と機能解析を行う。本研究により，再生医療の技術開発に繋がる基礎的な分子機構の発見が期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，マナマコの横切断再生実験系を用いて，後方の切断体の切断面に生じる再生芽の組織学的解析と，遺伝子発現変動の経時的解析を行った。切断面に生じる再生芽では2週頃には体内側に発達した上皮組織が観察され，そこには大型・球形の細胞も多数観察された。これら細胞は神経組織表面等から遊離してくる様子が観察された。また，RNA-seq解析とその後のISH解析により，これら細胞はProminin遺伝子等の幹細胞・多能性幹細胞マーカーを複数発現していた。さらなる細胞分化マーカー解析により，本再生系では脱分化によって多能性幹細胞を生じること，胚葉を超えた細胞の分化転換が生体内で起こっていることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
器官再生のための再生医療技術を開発するにあたり，器官再生の様々な過程における細胞動態や分子制御機構の基礎的知見の集積が必要である。それには再生能力が高い動物の器官再生機構から学んでいくことも必要である。本研究は，系統進化的にヒトと同じ新口動物に属し，再生能力が高いマナマコを用いて，器官再生の基盤となる再生芽形成とそこからの細胞分化の機構を解析したものである。再生過程において，生体内にて脱分化により多能性幹細胞を生じ，それら細胞から再生に必要な細胞が分化して供給されるという，ユニークな再生機構が存在する可能性を示した。その分子機構は，将来的に器官再生技術開発のための基礎をなすものと期待される。
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