腸幹細胞傷害時にみられる上皮成熟分化細胞の脱分化制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21K15132
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分44040:形態および構造関連
• 研究機関: 北海道大学 (2023); 埼玉大学 (2021-2022)
• 研究代表者: 竹見 祥大 北海道大学, 先端生命科学研究院, 特任助教 (70871440)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 腸上皮幹細胞 / 脱分化 / オルガノイド / 腸オルガノイド / 腸幹細胞 / パネート細胞 / 幹細胞

研究開始時の研究の概要

小腸の陰窩底部に位置する幹細胞が傷害を受け死滅すると、腸幹細胞付近に位置する分化細胞は脱分化を引き起こし、幹細胞様の性質を獲得して上皮再生に寄与する。腸の分化細胞がどのように脱分化を引き起こすのか、その機序はほとんど不明である。本研究は、腸幹細胞の3次元培養により生体構造を模した「腸オルガノイド」を用いて分化細胞の脱分化の分子機構を明らかにする。

研究成果の概要

小腸の陰窩底部に位置する幹細胞が傷害を受け死滅すると、腸幹細胞付近に位置する分化細胞は脱分化を引き起こし、幹細胞様の性質を獲得して上皮再生に寄与することが知られているが、腸の分化細胞がどのように脱分化を引き起こすのか、その機序はほとんど不明である。そこで本研究では、腸幹細胞の3次元培養により生体構造を模した「腸オルガノイド」を用いて成熟分化細胞であるパネート細胞の脱分化の分子機構を明らかにすることを目的とした。本研究ではフェムト秒レーザーのレーザーパワーと細胞へ当てる時間を最適化し、リアルタイムで細胞の挙動を観察できる系を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

小腸幹細胞が傷害を受け死滅すると引き起こされる分化細胞の脱分化は上皮再生に寄与することが知られており、この脱分化機構の破綻はがんや炎症といった疾病につながるため、脱分化制御の機構を解明することは重要である。本研究では、この脱分化機構の解明につながる基礎的な研究成果を生み出すものである。