| 研究課題/領域番号 |
20J40261
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小山(中島) 明 京都大学, iPS細胞研究所, 特別研究員(RPD)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| キーワード | 腸上皮 / 老化 / single cell RNA-seq解析 / 腸管オルガノイド |
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| 研究実績の概要 |
腸上皮組織は、栄養を吸収し、ウイルスや細菌に対するバリアとして機能するため、体外環境と体内を結びつける重要なインターフェースといえる。さらに腸上皮組織は、循環器系、内分泌系、神経系を介して、体外からのシグナルを種々の臓器に伝える役目を果たす。また近年、加齢に伴う腸内細菌の乱れが、全身性の加齢性疾患を引き起こす要因となりうることが示唆されている。したがって腸上皮組織は個体老化の起点となると考えられる。本研究は、single cell RNA-seq解析、腸管オルガノイド培養システムなどを用いて、腸上皮組織の加齢変化が個体老化に及ぼす影響を明らかにすることを目指すものである。
昨年度までに、若年マウスと加齢マウス由来腸上皮細胞のsingle cell RNA-seq解析を実施した。当初は、腸管ホルモンの産生を担い、全身の代謝制御に影響を与えると考えられる腸内分泌細胞に着目した解析を行う予定であったが、腸内分泌細胞はシングルセル化処理に弱く、解析に十分な細胞数が得られなかった。その他の腸上皮細胞については、細胞種ごとの加齢性発現変動遺伝子群の同定に成功した。さらに、発現変動遺伝子群の上流因子解析に基づき、腸上皮組織の加齢変化を制御するシグナル伝達経路の候補を複数得た。本年度は、若年マウス由来の腸管オルガノイドにおいて、これらシグナル伝達経路の活性を操作することで、加齢マウスの腸上皮の状態を模倣することに成功した。本研究によって明らかとなった、腸上皮組織のエイジングを制御するシグナルネットワークについて、現在論文投稿準備中である。
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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
当初の目的であった、single cell RNA-seq解析に基づく腸内分泌細胞サブタイプの加齢変化の解析はできなかった。しかしながら、その他の細胞種における解析結果をもとに、腸上皮細胞のエイジングを制御するシグナルネットワークを同定することができた。さらに、腸管オルガノイドを用いて、インビトロで腸上皮組織のエイジングを模倣する系の構築に成功した。また、single cell RNA-seq解析と腸管オルガノドを用いた解析を組み合わせることにより、加齢マウスの腸上皮組織における予想外の幹細胞制御機構を明らかにすることができた。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに、腸上皮細胞種ごとの加齢変化が、代謝制御に影響を及ぼすことを示唆するデータを得ている。これまでは遺伝子発現制御解析が中心であったため、今後は加齢による遺伝子発現変化が細胞の機能に与える影響について解析を行う。さらに、腸上皮組織のエイジングを制御するシグナルネットワークに対する介入実験を行うことで、腸上皮組織が個体老化に果たす役割を明らかにしたいと考えている。
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