| 研究課題/領域番号 |
19K06437
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
深澤 太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10565774)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 再生 / アフリカツメガエル / interleukin-11 |
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| 研究実績の概要 |
損傷などにより失った器官や付属肢を再形成する「再生」の程度は動物種により様々で、例えば両生類は高い再生能を示す一方で哺乳類の再生能は限定的である。再生は、創傷部に未分化な増殖細胞が誘導されこれが増殖・分化し組織や器官を再形成することで起こるが、この未分化細胞の誘導機構は不明であった。申請者らは、ツメガエル幼生尾再生において再生組織にて発現するインターロイキン11(il-11)に筋肉・脊索・脊髄の未分化細胞を誘導する機能があることを見出した。再生時における複数組織の未分化細胞の誘導がたった一つの因子に因ることを示す結果であり、これより「各組織の組織幹細胞には組織の別を問わない共通の活性化機構がある」という仮説を立てている。本研究では、尾再生時においてil-11ノックダウンにより発現低下する遺伝子群より因子X25789（仮称）を同定し、このX25789ノックダウン個体も尾再生能の低下がみられることから、前述の機構にX25789が関与するものと考え、この因子の再生における機能の解析を進めている。今年度においては、尾再生過程におけるsingle cell RNAseqを行い、これよりX25789の発現はある特定の免疫細胞に限局していることが示された。また、この免疫細胞の発生に関わる因子のノックダウンにより、X25789ノックダウン時と同様に尾再生の阻害がみられるという予備的検討結果を得た。今後はこの結果の再現性の確認とともに、この免疫細胞におけるX25789の機能を解析することで、前述の機構におけるこれらの細胞とその機能の解析を進めていく予定である。
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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
ツメガエル幼生尾再生においてil-11ノックダウン個体は尾再生能の低下を示す。このときil-11KD群において対照群より発現の低下する遺伝子群をRNAseqにより探索し、これよりX25789をil-11下流因子の候補因子として得た。X25789のノックダウン個体を作出すると、この個体もまた尾再生能の低下を示した。これらの結果よりX25789はil-11の下流において機能する因子であると仮定し、今年度はX25789の再生への関与について解析を行った。今年度は当科研費研究課題をもとに新学術領域「先進ゲノム支援」のご支援をいただけることになり、野生型幼生尾再生過程において尾を構成する細胞を用いたsingle cell RNAseqを実施した。この結果、X25789の発現はある特定の免疫細胞クラスタ（Leu-Aと仮称）に限局することが判った。一方で、Leu-AにおいてはIL-11の受容体を構成するil-11受容体α鎖遺伝子の発現は検出されなかった。single cell RNAseqの検出感度の問題による可能性のほか、IL-11の間接的な下流に位置する（IL-11を直接受容する細胞ではない）可能性が考えられ、今後検討を行う。次に、Leu-Aの再生への関与を検討するため、マウスにおいてLeu-Aの発生に必要であることが知られている因子のツメガエルホモログのノックダウン個体を作成しその尾再生能を検討した結果、まだ試行数が少なく予備的結果ではあるが、X25789ノックダウン個体と同様に尾再生能の低下が見られた。これより、尾再生においてはX25789を発現するLeu-Aが必要な機能を果たしていると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
Leu-Aの発生阻害により尾再生が阻害されることの再現性の検討を行う。再現性が確認されたら、Leu-Aのin vitro分化誘導系の確立を行う。Leu-Aのin vitro分化誘導はマウスにおいては確立されており、これをツメガエルへ応用する。ツメガエル幼生からの無菌的細胞分散・調製法は確立済みであり、また分化誘導に用いるリコンビナントサイトカインも作製済みである。分化誘導系が確立されたら、野生型個体・X25789ノックダウン個体よりそれぞれ野生型/X25789ノックアウトLeu-Aを分化誘導し、X25789ノックダウン個体へ移植した際の尾再生能を検討する。X25789ノックダウン個体は尾再生が阻害されるが、野生型Leu-Aを移入した際に再生能の向上が起こる一方でX25789ノックアウトLeu-Aでは再生能の向上が起こらないようであれば、ツメガエル幼生尾再生にはLeu-AにおけるX25789が必要ということになる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度に行ったRNAseqの請求（約250千円）が年度をまたいだためであり、使用状況自体は当初の計画どおりである。
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