| 研究課題/領域番号 |
19H01066
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
高橋 政代 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員主管研究員 (80252443)
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| 研究分担者 |
砂川 玄志郎 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70710250)
万代 道子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 副プロジェクトリーダー (80263086)
Tu HungYa 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (10780835)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 休眠 / 冬眠 / 日内休眠 / 組織保存法 / 網膜シート / 低温耐性 / 低代謝耐性 / 再生医療 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、マウスが有する能動的低代謝の制御機構を明らかにし、試験管内で低代謝を再構成することで同原理を証明し、最終的にヒト網膜組織を用いて能動的低代謝による組織保存法の実現性を探る。マウスの組織に備わっている休眠能（低代謝耐性ならびに低温耐性）を明らかにすることが直近の目標と言える。そのために、2つの大きな戦略をとっている。１つはマウス由来の細胞系にて、マウスお休眠表現型を再構成すること。１つは休眠マウスの組織を解析することで、休眠の抹消組織における基本原理を明らかにすることである。2年目の2020年度は休眠表現型のことなる複数のマウス系統のES細胞を用いて、培養温度が異なる際の代謝評価（細胞倍加時間、糖消費速度、酸排出速度、酸素消費量、乳酸排出速度など）を行い、マウスの近交系に含まれる休眠能の原理を明らかにするための基礎データを取得した。各系統からの遺伝子発現解析も行った。また、1年目に開発したQIHを用いて、安定的な休眠状態を誘導できるようになったため、休眠マウスの臓器別遺伝子発現解析のためのサンプリングを行った。また、予定していた1細胞遺伝子発現解析のための成体脳からの1細胞単離は技術的に困難であることが判明したため、シングル核の分離に方針を転換した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
020年度は初年度に整備した実験系を用いてデータが安定的に取得できるようになった。フラックスアナライザーによるマウスES細胞の安定した代謝測定や培地評価システム、低温培養における網羅的遺伝子発現解析が安定的に実施できた。QIHの開発により休眠動物の安定的な臓器のサンプリングが可能となり、心臓に加えて、脳、肝臓、腎臓の遺伝子発現解析を行った。視床下部の1細胞化は技術的に困難であることが判明した。しかし、代わりにシングル核に着手し始めたので、引き続き1細胞遺伝子発現解析の準備を進めたい。ヒトiPS細胞から網膜組織を誘導する系は安定的に運用されており、実験は順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
インビトロ冬眠系の構築に関しては、ES細胞の低温培養から推察される低温耐性システムを明らかにする。2021年度は培養温度別のトランスクリプトーム解析の結果と培養温度が異なるときのES細胞の解糖系・ミトコンドリア系の代謝経路の評価に基づいて、特異的な代謝経路を阻害する実験を行い、低温耐性の分子機構を明らかにし、論文にまとめる予定である。また、休眠動物から取得した血清・髄液でインビトロで細胞の代謝を変化させられるか検討する。休眠マウスの多臓器サンプリングは心臓、肝臓、腎臓、脳の遺伝子発現解析をすすめる。また、強制的な低代謝である全身麻酔も比較対象にいれるためのサンプリングを行う。視床下部1核トランスクリプトームは、成体脳のシングル核の取得が安定的に可能となったらすすめる。インビトロ冬眠系の糸口がつかめている場合は、ヒトiPS細胞由来の網膜シートで代謝を制御できるか検討する。
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