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空間的な単一細胞の遺伝子発現解析による始原生殖細胞の潜在的多能性の制御機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15107
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

池田 宏輝  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (70819911)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード卵母細胞 / 単一細胞トランスクリプトーム / 卵巣 / 顆粒層細胞 / 組織切片 / 固定組織 / 一細胞トランスクリプトーム / 卵子 / 空間的トランスクリプトーム解析 / 生殖細胞 / トランスクリプトーム / LCM / Single cell / PGC / 単一細胞 / リプログラミング
研究開始時の研究の概要

始原生殖細胞は潜在的に多能性を有し、生体内での多能性制御のモデルとして最適である。始原生殖細胞の潜在的多能性の制御には、生殖巣に向かって移動しつつある個々の始原生殖細胞と周囲の微小環境との相互作用が重要と考えられ、その理解には、微小環境の組織学的情報にリンクした精密な遺伝子発現解析が必要である。本研究では、固定組織切片からの単一細胞遺伝子発現解析の効率や定量性を大幅に改善した手法を開発し、移動期の始原生殖細胞と、その周辺の微小環境構成細胞の遺伝子発現解析を行う。本研究によって、始原生殖細胞が周辺環境への適応しつつ、潜在的多能性と生殖細胞への分化能を維持する分子基盤を解明することが期待される。

研究成果の概要

本研究では、組織切片上の解析標的とする一細胞のトランスクリプトームを高精度に解析する手法を実現した。また、この手法を用いたマウス卵巣の解析により、卵母細胞の成熟に関連する新たな知見を得た。本知見は、不明な点の多い生体内の卵母細胞の品質管理機構に関連していることが示唆されるもので、更なる詳細な解析により生殖補助医療への応用へと繋げられる可能性がある。また、開発した手法は、卵巣のみならず、他の臓器、保存された病理サンプル等への応用が可能なものであり、特に組織的な病変を伴う疾患の病因に関して、新規知見を得るための基盤技術となると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、基盤技術である組織切片から解析標的とする一細胞レベルで高精度にトランスクリプトームを解析する手法を界面活性剤の組み合わせの検討により実現した。また、本手法を用いたマウス卵巣の解析により、卵母細胞及び、その周辺に存在する顆粒膜細胞の転写プロファイルを高精度に明らかにすることができ、通常の卵母細胞の成熟過程から逸脱した卵母細胞を同定し、さらにこれら卵母細胞に隣接する細胞では卵母細胞との相互作用が減弱していることを見出した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Protocol for high-quality single-cell RNA-seq from tissue sections with DRaqL2024

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Hiroki、Miyao Shintaro、Yamada Nanami、Sugimoto Sumire、Kimura Fuminori、Kurimoto Kazuki
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 5 号: 2 ページ: 103050-103050

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2024.103050

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-quality single-cell transcriptomics from ovarian histological sections during folliculogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Hiroki、Miyao Shintaro、Nagaoka So、Takashima Tomoya、Law Sze-Ming、Yamamoto Takuya、Kurimoto Kazuki
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 6 号: 11 ページ: e202301929-e202301929

    • DOI

      10.26508/lsa.202301929

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histology-associated transcriptomic heterogeneity in ovarian folliculogenesis revealed by quantitative single-cell RNA-sequencing for tissue sections with DRaqL2022

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Hiroki、Miyao Shintaro、Nagaoka So、Yamamoto Takuya、Kurimoto Kazuki
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.12.14.520513

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 固定染色した卵巣切片からの高精度単一細胞トランスクリプトーム解析の実現と組織学的情報との統合的解析2024

    • 著者名/発表者名
      池田 宏輝
    • 学会等名
      第65回日本卵子学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 卵巣切片からのシングルセルトランスクリプトームと組織学的情報の統合的解析2024

    • 著者名/発表者名
      池田 宏輝
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 卵巣切片における組織学的情報と単一細胞トランスクリプトームの統合的解析2023

    • 著者名/発表者名
      池田 宏輝
    • 学会等名
      NGS Expo 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 組織学にリンクした定量的単一細胞トランスクリプトーム解析法の開発と生殖細胞品質管理機構への応用

    • URL

      https://sites.google.com/view/kurimoto-lab/%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%86%85%E5%AE%B9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞の溶解方法2021

    • 発明者名
      栗本一基、池田宏 輝、宮尾晋太郎
    • 権利者名
      栗本一基、池田宏 輝、宮尾晋太郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 細胞の溶解方法2021

    • 発明者名
      栗本一基、池田宏輝、宮尾晋太郎
    • 権利者名
      栗本一基、池田宏輝、宮尾晋太郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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