| 研究課題/領域番号 |
19K06687
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
橋本 昌和 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (60580496)
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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 | 細胞競合 |
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| 研究実績の概要 |
多細胞生物の発生では、ゆらぎにより個々の細胞の分化状態などに一時的にばらつきが生じる。正確な発生を遂行するためには不適合な細胞を排除することが必要であり、その様な排除を行う仕組みの一つに細胞競合がある。しかし細胞競合研究の多くはハエの組織や培養細胞に人為的に導入した前がん状態の異常細胞の排除の研究であり、哺乳類の正常発生で生じる細胞状態のばらつきに関する研究は少ない。特に隣接細胞の状態を認識するメカニズムについては全くわかっていない。本研究では申請者が見出した、着床前マウス胚の多能性細胞(エピブラスト)の形成時に起こる細胞競合による品質管理機構に着目し、不適合な細胞を認識するしくみを解明することを目的とし、まずは低温条件下でも十分な活性をもつプロテアーゼを用いることによって後期胚盤胞胚をシングルセルにまで分離する技術を確立し、それを用いたシングルセルRNAシーケンスを行った。このデータを用いて着床前エピブラストにおいて不適合細胞が認識・排除されるメカニズムの解明を行っている。また、排除されるべき不適合細胞(loser細胞)で高発現している遺伝子のノックアウト、強制発現系により、排除の抑制、誘導が行われるかを検証する実験系を確立した。
エピブラストにおける細胞選別機構には表面抗原などのリガンドーレセプターによる分子間相互作用による認識の他に、物理的圧力や細胞の硬さの違いによる排除機構の可能性も考えられる。内部細胞塊からエピプラストと原始内胚葉が分化する時期は胚盤胞の内腔が拡大し、内部細胞塊は内腔からの水圧を受ける。そこでエピブラストの細胞選別機構にこの圧力の影響が関与するかを検証した。
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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
順調に進んでいる点として、後期胚盤胞胚をシングルセルにまで分離する技術を確立できたことや、シングルセルRNAシーケンスは正常細胞では既知の遺伝子発現が再現できていたことから実験はうまくいっており、勝者・敗者細胞でリガンドーレセプター関係にある遺伝子をいくつか候補としてとれてきたことが挙げられる。さらには、強制発現系により、排除の抑制、誘導が行われるかを検証する実験系を確立できたことや水圧という物理的圧力による排除機構の検証を行うことができた点も挙げられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
エピプラストは内腔の水圧だけでなく、栄養外胚葉と原始内胚葉にサンドイッチされることによる圧力も受けるが、予備実験により、胞胚腔が拡大せず原始内胚葉を形成できない変異胚では後期胚盤胞期においてもYAPの核移行しない不適合細胞が多く残っていた一方で、胞胚腔が拡大するが原始内胚葉を形成できない別の変異胚ではすべてのエピブラスト細胞でYAPが核移行していたことから、胞胚腔の拡大による内部細胞塊への物理的圧力が排除の要因となっている可能性が示唆されてた。そこで野生型胚を外科的処置などによって胞胚腔が拡大しないような胚を作成し、水圧の寄与をさらに検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
他の予算で購入した消耗品や物品を流用可能だったことから、使用額を減らすことができた。来年度には再現実験などで消費する予定である。
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