| 研究課題/領域番号 |
20K07218
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
串田 良祐 東北大学, 医学系研究科, 助教 (10707003)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | Muse細胞 / 胎児付属物 / 臍帯 |
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| 研究実績の概要 |
Multilineage-differentiating Stress Enduring cell (Muse細胞)は生体組織に存在する腫瘍性を持たない多能性幹細胞である。一般的に多能性幹細胞はナイーブ型とプライム型に分類することができ、成体組織由来Muse細胞はプライム型の多能性幹細胞であると想定されているが、胎児付属物である臍帯は幼弱な組織である臍帯由来Muse細胞は骨髄、皮膚、脂肪などの成体組織由来Muse細胞とは異なる性質を有すると考えられる。そこで本研究ではいまだ明らかでないヒト臍帯由来Muse細胞の特性と多能性制御機構の解明を目的としている。
本年度は以下3項目を行った。
(1)ヒト臍帯由来Muse細胞の造血系細胞系列への分化誘導を試みたところ、ヒト臍帯由来Muse細胞ではc-kitやCD34などの造血系細胞マーカーの発現が認められ、生殖細胞系列への分化能を有する可能性が認められた。一方、骨髄、皮膚、脂肪などの成人組織由来Muse細胞ではこれらのマーカーの発現が認められないことから、ヒト臍帯由来Muse細胞が成人組織由来Muse細胞とは異なる性質を有することが示唆された。
(2)single-cell RNA-seqにて骨髄、皮膚、脂肪、臍帯由来Muse細胞の遺伝子発現の差異を網羅的に解析したところ、ヒト初期胚で発現が認められる因子が臍帯由来Muse細胞のみで発現していることからヒト臍帯由来Muse細胞を特徴づける因子であることが示唆された。
(3) 骨髄、皮膚、脂肪、臍帯由来Muse細胞からゲノムDNAを回収し、Bisulfite処理した後、次世代シーケンサーを用いて網羅的にDNAメチル化の状態を解析した。
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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
本年度の進捗状況は、
(1)ヒト臍帯由来Muse細胞の造血系細胞系列への分化誘導を試みたところ、臍帯由来Muse細胞ではc-kitやCD34などの造血系細胞マーカーの発現が認められ、生殖細胞系列への分化能を有する可能性が認められた。一方、成人組織由来Muse細胞ではこれらのマーカーの発現が認められないことから、ヒト臍帯由来Muse細胞が成人組織由来Muse細胞とは異なる性質を有することが示唆された。
(2)single cell RNA-seqにて骨髄、皮膚、脂肪、臍帯由来Muse細胞の遺伝子発現の差異を網羅的に解析したところ、より詳細に臍帯由来Muse細胞を特徴づける因子を同定できた。これらの因子はヒト初期胚で発現しており、昨年度の時点でこれらの因子をshRNAにて発現を抑制したところ多能性因子の発現が低下したことから、臍帯由来Muse細胞の多能性を制御している可能性が示唆された。
(3) 骨髄、皮膚、脂肪、臍帯由来Muse細胞からゲノムDNAを回収し、Bisulfite処理した後、次世代シーケンサーを用いて網羅的にDNAメチル化の状態を解析した。臍帯由来Muse細胞は成人組織由来Muse細胞と比較してメチル化の状態が異なり、現在、初期胚と比較解析を進めており、臍帯由来Muse細胞の特異性を明らかにする。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は次の2項目を進め、成果報告として論文投稿準備を進める。
(1) 骨髄、皮膚、脂肪、臍帯由来Muse細胞のsingle-cell RNA-seqを行い、既報のヒト初期胚のデータと比較して、臍帯由来Muse細胞の特性を明らかにする。本年度でヒト初期胚で発現している因子が臍帯由来Muse細胞のみで発現していることを確認できたことから、これらの因子がタンパクレベルで発現していること、そして、これらの因子がどのように臍帯由来Muse細胞の多能性の維持に関与しているかshRNAなどを用いて明らかにする。
(2) Whole genome bisulfate sequenceの解析において、骨髄、皮膚、脂肪、臍帯由来Muse細胞と既報のヒト初期胚のデータと比較することで、臍帯由来Muse細胞のエピジェネティックな特性を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度行ったsingle-cell RNA-seq、Whole genome bisulfate sequenceの解析において、ヒト初期胚との比較解析を行った上でshRNAによる実験を行う予定だったが、追加の解析を行う必要が出たため、必要な試薬、物品の購入を行わなかった。次年度では必要な試薬等を購入し、研究を遂行する。
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