| 研究課題/領域番号 |
21K19603
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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57:口腔科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
久保田 聡 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)
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| 研究分担者 |
西田 崇 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (30322233)
服部 高子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
高江洲 かずみ (河田かずみ) 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10457228)
青山 絵理子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10432650)
滝川 正春 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (20112063)
大野 充昭 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60613156)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | reprogramming / iPS cell / chondrocyte / transcription factor / lncRNA / master gene / differentiation |
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| 研究開始時の研究の概要 |
体細胞に山中4因子(OSKM) を強制発現してもiPS細胞になれる細胞は1%にも満たない。本研究ではこれを説明する仮説「OSKMは幹細胞に向かわせる駆動力であり、その力で正しい分化の道筋を遡った細胞だけがiPS細胞になれる」を提唱する。もしそうならiPS細胞になるプロセスを辿ることで多能性幹細胞から体細胞に分化する道筋や、その鍵となる遺伝子群が裏返しの形で見えてくるだろう。本研究ではこの「反転遺伝学:インバース・ジェネティクス仮説」を軟骨細胞で検証し、同時に軟骨細胞分化の鍵を握る新遺伝子を探る。こうして歯原性細胞などの体細胞分化の鍵を握る遺伝子群を見つけるための、全く新しい方法の開拓に挑む。
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| 研究成果の概要 |
体細胞をリプログラミングしてもiPS細胞になるのはごく一部である。本研究では分化経路の逆を辿った細胞だけがiPS細胞になるという仮説の下、軟骨細胞がiPS細胞に変化する際トランスクリプトームがどう変遷するかをシングルセルRNA-seq解析で追った。軟骨細胞をiPS細胞に導くと、少数の細胞は軟骨細胞分化のマスター遺伝子SOX9の発現をオフにしたあとiPS細胞へと向かった。残る多数細胞は表層関節軟骨細胞マーカー遺伝子PRG4を高発現する細胞に落ち着いた。以上は分化を遡った細胞のみがiPS細胞となることを示しており、それは SOX9強発現でiPS化が阻害されること(iPS干渉)によっても確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では軟骨細胞にリプログラミング因子を発現させ、iPS細胞となる細胞の中で起こるトランスクリプトームの変化をシングルセル解析で追うことで、リプログラミングでは分化過程で起こる現象を時間を逆転させた形で再現されることを示すことができた。この反転遺伝学(インバース・ジェネティクス)的手法を用いれば、幹細胞からの分化のプロセスが明らかではない体細胞の分化経路を、体細胞から幹細胞までのリプログラミング過程を辿ることで知ることができる。つまりこの新手法はあらゆる体細胞分化のマスター遺伝子の探索に有用と考えられ、さまざまな細胞、組織、臓器の医学生命科学的研究の進歩に大きく貢献する可能性がある。
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