| 研究課題/領域番号 |
19K08655
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
松尾 顕 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 学術研究員 (50735074)
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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 | 運命転換 / 脱分化 / 可塑性 / 呼吸器 / 基底細胞 / 扁平上皮癌 / 肺癌 / 器官形成 |
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| 研究実績の概要 |
癌の発生母地である扁平上皮化生は、分化した細胞が別の分化した細胞へ運命転換する現象であるが、その起源細胞及び発生機序は不明瞭である。私達は、マウス生体内で、Notchシグナル標的遺伝子の不活性化により、気管Club細胞が基底細胞へ運命転換することを見出した。そこで、本研究では、Club細胞の基底細胞への運命転換が、扁平上皮化生及び化生病変による発癌（扁平上皮癌）に関与するかを細胞系譜解析と単１細胞遺伝子発現解析(single cell RNA sequencing, scRNA-seq)を用いて検証することを目的とした。
結果として、１)scRNA-seqと細胞系譜追跡を用いた解析により、Club細胞から基底細胞への運命転換を系譜追跡するが可能になった。Club細胞から運命転換した基底細胞(iB細胞,induced basal cell)はヘテロな集団であることを見出した。さらに、2)scRNA-seq及び細胞系譜解析により、iB細胞の一部の細胞集団が扁平上皮細胞のマーカー遺伝子を発現していることを明らかにした。また、iB細胞に特異的に発現している遺伝子の同定に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
１）Club細胞から基底細胞への運命転換過程の細胞の同定を行う目的で、scRNA-seqを用いて得られた情報を生体内で評価した。scRNA-seqを用いて得られた情報（１細胞レベルでの遺伝子発現情報）と生体内の運命転換に関与する細胞集団（空間的位置情報）を比較しした。scRNA-seqを用いて得られた情報を生体内で評価した。これまでに、基底細胞分化マーカー遺伝子が運命転換過程の細胞に発現していることを明らかにした。さらに、iB細胞の一部の細胞集団が扁平上皮細胞マーカー遺伝子を発現していることを明らかにした。この扁平上皮細胞マーカー遺伝子は、基底細胞からClub細胞へ分化する系譜の細胞に発現することが報告されている。以上より、Club細胞から基底細胞への運命転換を系譜追跡することに成功した。
2) scRNA-seqを用いて、運命転換の分子機構を明らかにすることを試みた。scRNA-seqを用いることにより、運命転換に関与する細胞集団（Club細胞、中間体の細胞、運命転換した基底細胞、内在性の基底細胞）の１細胞レベルでの遺伝子発現を明らかにした。さらに、遺伝子発現情報を基に、擬似時間解析（pseudotime analysis）を行ったところ、iB細胞は、内在性の基底細胞とは異なる細胞集団を形成していた。また、運命転換を制御しているシグナル機構の同定も試みた。Notchシグナルが運命転換を制御することが明らかになった。さらに、iB細胞得意的に発現する遺伝子を同定することに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究では、新たに同定に成功したiB細胞特異的遺伝子がどのようにClub細胞から基底細胞への運命転換に寄与するか明らかにしていく。
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