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2021 年度 実績報告書

ショウジョウバエを用いた細胞ダイバーシティーの個体レベルでの解析と検証

計画研究

研究領域細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御
研究課題/領域番号 17H06332
研究機関東京大学

研究代表者

中嶋 悠一朗  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (90782152)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード細胞多様性 / 細胞分化 / 幹細胞 / 組織恒常性
研究実績の概要

生体中の臓器や組織という細胞社会において、様々な細胞タイプが適切な細胞数で存在する「細胞ダイバーシティー」の形成が、恒常性の維持や摂動への対応に重要である。本研究計画は、幹細胞を起点とした細胞社会を形成するショウジョウバエ中腸をモデルとして用いて、細胞ダイバーシティー維持の制御機構および生理的意義の解明を目指すものである。また実験と理論の複合的なアプローチによって細胞ダイバーシティー維持の普遍原理を明らかにすることで、細胞ダイバーシティーの破綻や異常に起因する病態の理解につなげることを最終目標としている。
本年度は、ショウジョウバエ中腸の腸管上皮における栄養環境を変えた状態、腫瘍移植、そして老化において、細胞種に特異的な応答を遺伝学的に解析した。特に、栄養環境の変動に伴う分泌性細胞の挙動、老化個体における腸上皮に特異的なカスパーゼ 活性を明らかにすることができた。
また、シングルセル解析(scRNA-seq)を行い、栄養環境を変えた場合の細胞分化軌道を解析した。分化軌道解析から、遺伝学的な解析結果をサポートする軌道を見いだすことができた。さらに、栄養環境を変えた場合の細胞集団の変化や腸管サイズを推定する数理モデルを確立した。数理モデルからは、分泌性細胞の応答をパラメーターとして入れることで、細胞ダイバーシティーを維持した状態で迅速に腸管サイズを変化させる仕組みの存在が示唆された。この結果は、遺伝学的な操作によっても検証することができ、融合的アプローチによって細胞ダイバーシティー制御の一端を明らかにすることができたといえる。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Cellular mechanisms underlying adult tissue plasticity in <i>Drosophila</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Nagai Hiroki、Miura Masayuki、Nakajima Yu-ichiro
    • 雑誌名

      Fly

      巻: 16 ページ: 190~206

    • DOI

      10.1080/19336934.2022.2066952

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regeneration Potential of Jellyfish: Cellular Mechanisms and Molecular Insights2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Sosuke、Kuranaga Erina、Nakajima Yu-ichiro
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 12 ページ: 758~758

    • DOI

      10.3390/genes12050758

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scrib module proteins: Control of epithelial architecture and planar spindle orientation2021

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Yu-ichiro
    • 雑誌名

      The International Journal of Biochemistry &amp; Cell Biology

      巻: 136 ページ: 106001~106001

    • DOI

      10.1016/j.biocel.2021.106001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細胞多様性研究の新展開 ~1細胞解析によるブレイクスルー~2021

    • 著者名/発表者名
      長井広樹, 中嶋悠一朗
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 5 ページ: 45~51

  • [学会発表] Pins suppresses abnormal cell-fate reprogramming during wing regeneration in Drosophila.2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋悠一朗
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸管上皮の栄養応答における細胞運命の可塑性2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋 悠一朗
    • 学会等名
      細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御・第6回公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ腸管を用いた栄養応答における細胞ダイバーシティーの理解2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋 悠一朗
    • 学会等名
      東京工業大学 Cell Biology Center Colloquium
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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