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2023 年度 実績報告書

体細胞分化の鍵となる遺伝子探索のための新方法論:インバース・ジェネティクスの開拓

研究課題

研究課題/領域番号 21K19603
研究機関岡山大学

研究代表者

久保田 聡  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)

研究分担者 西田 崇  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (30322233)
服部 高子  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
高江洲 かずみ (河田かずみ)  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10457228)
青山 絵理子  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10432650)
滝川 正春  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (20112063)
大野 充昭  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (60613156)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードreprogramming / iPS cell / chondrocyte / transcription factor / lncRNA
研究実績の概要

山中因子 (OSKM) によって体細胞はiPS細胞にリプログラミングされるが、実際にiPS細胞にたどり着く細胞は全体ののごく一部に過ぎない。本研究では「リプログラミング過程で本来の分化経路の逆を辿った細胞だけがiPS細胞になる」という仮説のもと、ヒト正常軟骨細胞がiPS細胞にリプログラミングする過程で、どのようなトランスクリプトームの変遷を辿るかを1細胞トランスクリプトーム解析で追った。ヒト正常軟骨細胞にOSKMにLIN28とNANOGを追加した発現ベクターでリプログラミングを導くと、培養3日目には細胞群は2つの明確に異なる方向へ分かれて遷移した。1つめの方向に変化した少数の細胞では強いリプログラミング因子の発現がみられ、2日目に軟骨細胞分化のマスター遺伝子であるSOX9の発現がオフになったあとiPS細胞へとリプログラミングされた。もう1つの方向にトランスクリプトームが遷移した多数細胞は、そろって3日目にはcellular communication network factor (CCN) 1、2、4が一時的に強く誘導され、その後消退するとともに、表層軟骨細胞特異的なマーカー遺伝子、PRG4を高いレベルで発現する細胞に落ち着いた。以上の事実はリプログラミング過程でSOX9発現が決まったタイミングでオフになる、すなわち多能性幹細胞から軟骨細胞への分化を遡った細胞のみがiPS細胞となることを示しており、当初の仮説がここに裏付けられた。さらにリプログラミングに失敗した軟骨細胞は、この条件下ではCCN1, 2, 4陽性細胞を通過して表層軟骨細胞に向かうことが明らかになった。また第一の結論はSOX9強発現でリプログラミングが阻害されること(iPS干渉)によっても別の裏付けを得た。この逆遺伝学(インバース・ジェネティクス)的手法は、体細胞分化のマスター遺伝子の探索に有用と思われる。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Do not overwork: cellular communication network factor 3 for life in cartilage2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota Satoshi、Kawaki Harumi、Perbal Bernard、Takigawa Masaharu、Kawata Kazumi、Hattori Takako、Nishida Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Communication and Signaling

      巻: 17 ページ: 353~359

    • DOI

      10.1007/s12079-023-00723-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Retrospective re-discovery of the transcription factor that controls chondrocyte differentiation2024

    • 著者名/発表者名
      Do, H.T., Ono, M., Wang, Z., Kitagawa, W., Dang, A.T., Yonezawa, T., Kuboki, T., Oohashi, T., Kubota, S.
    • 学会等名
      102nd IADR General session
    • 国際学会
  • [学会発表] S-adenosylmethionine enhances chondrocyte differentiation via polyamine and chondrogenesis-related gene expression.2024

    • 著者名/発表者名
      Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kuboki, T., Kubota, S., Takigawa, M.
    • 学会等名
      102nd IADR General session
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟骨細胞における核内CCN2の生理的役割2024

    • 著者名/発表者名
      西田 崇、長尾有里香、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第36回日本軟骨代謝学会
  • [学会発表] CCN2がGDF5およびその受容体との結合を介して軟骨細胞分化に及ぼす影響の検討2024

    • 著者名/発表者名
      東原直裕、青山絵理子、古松毅之、久保田聡、尾﨑敏文、滝川正春
    • 学会等名
      第36回日本軟骨代謝学会
  • [学会発表] S-アデノシルメチオニンによる軟骨細胞保護作用のメカニズム:ポリアミン合成と軟骨細胞関連遺伝子発現の相互作用2024

    • 著者名/発表者名
      Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • 学会等名
      第36回日本軟骨代謝学会
  • [学会発表] Inverse genetics to trace the differentiation pathway of human chondrocytes retrospectively by single cell RNA-seq2024

    • 著者名/発表者名
      Do, H.T., Ono, M., Wang, Z., Kitagawa, W., Dang, A.T., Yonezawa, T., Kuboki, T., Oohashi, T., Kubota, S
    • 学会等名
      第36回日本軟骨代謝学会
  • [学会発表] 線維化におけるCCN2の転写共役様因子としての作用2023

    • 著者名/発表者名
      西田 崇、辰川ひなた、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会
  • [学会発表] CCN2 は BMPRIb を介して軟骨細胞における GDF5 の生理活性を抑制する。2023

    • 著者名/発表者名
      東原直裕、青山絵理子、古松毅之、久保田聡、尾崎敏文、滝川正春
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会
  • [学会発表] PDGFRL と CCNs の相互作用による Hippo pathway を介した軟骨細胞における細胞増殖・分化調節機構2023

    • 著者名/発表者名
      河田かずみ、青山絵理子、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会
  • [学会発表] - アデノシルメチオニンは、ポリアミン合成と分化関連遺伝子発現を促進することにより、軟骨細胞の分化を調節する。2023

    • 著者名/発表者名
      ホアン ディン ロック、青山絵理子、日浅未来、表弘志、久保田聡、 窪木拓男、滝川正春
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会
  • [学会発表] 軟骨組織におけるCCN3の老化マーカーとしての役割と、CCN3の異所性発現による加齢様退行性変化の促進2023

    • 著者名/発表者名
      桑原実穂、廣瀬一樹、近藤 星、古松毅之、中田英二、原 哲也、久保田聡、服部高子
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会
  • [学会発表] ヒト歯根膜由来内皮細胞によるtube formationに及ぼすCCN2/CTGFの影響2023

    • 著者名/発表者名
      五十嵐(武内)寛子、久保田聡、立花利公、村樫悦子、沼部幸博
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会
  • [学会発表] Urothelial cancer-associated 1(UCA1)長鎖ノンコーディングRNAの破骨細胞分化・機能への影響2023

    • 著者名/発表者名
      難波裕生、井澤 俊、上岡 寛、久保田聡
    • 学会等名
      第43回日本骨形態計測学会
  • [学会発表] CCN2 は GDF5 およびその受容体との結合を介して軟骨細胞分化を制御する。2023

    • 著者名/発表者名
      東原直裕、青山絵理子、古松毅之、久保田聡、尾﨑敏文、滝川正春
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会
  • [学会発表] 軟骨細胞での生物学的作用における Hippo pathway を介した CCNs と PDGFRL の関与2023

    • 著者名/発表者名
      河田かずみ、青山絵理子、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会
  • [学会発表] Urothelial cancer-associated 1(UCA1) 長鎖非コード RNAが破骨細胞分化・機能に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      難波裕生、井澤 俊、上岡 寛、久保田聡
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会
  • [学会発表] Positive regulation of S-adhenosylmethione on chondrocytic differentiation via stimulation of polyamine production and gene expression of chondrogenitic differentiation factors2023

    • 著者名/発表者名
      Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • 学会等名
      第41回日本骨代謝学会
  • [学会発表] CCN2とGDF5およびその受容体との結合の解析と軟骨細胞における意義2023

    • 著者名/発表者名
      東原直裕、青山絵理子、古松毅之、久保田聡、尾﨑敏文、滝川正春
    • 学会等名
      第14回日本CCNファミリー研究会
  • [学会発表] Positive regulation of S-adenosylmethionine on chondrocytic differentiation via stimulation of polyamine production and gene expression of chondrogenic differentiation factors2023

    • 著者名/発表者名
      Hoang, L., Aoyama, E., Hiasa, M., Omote, H., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • 学会等名
      第14回日本CCNファミリー研究会
  • [学会発表] 軟骨細胞におけるCCN2の核移行の意義2023

    • 著者名/発表者名
      西田 崇、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第14回日本CCNファミリー研究会
  • [学会発表] 軟骨細胞増殖・分化におけるHippo pathwayを介したCCNsとPDGFRLの関与2023

    • 著者名/発表者名
      河田かずみ、青山絵理子、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第14回日本CCNファミリー研究会
  • [学会発表] Positive regulation of S-adenosylmethionine on chondrocytic differentiation via stimulation of polyamine production and gene expression of chondrogenic differentiation factors2023

    • 著者名/発表者名
      Hoang, L., Aoyama, E., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会
  • [学会発表] CCN3は軟骨細胞老化マーカーであり、年齢、荷重の有無に関わらず変形性関節症と相関する。2023

    • 著者名/発表者名
      服部高子、滝川正春、久保田聡
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会
  • [学会発表] GDF5およびその受容体との結合を介したCCN2の軟骨細胞分化制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      東原直裕、青山絵理子、久保田聡、尾﨑敏文、滝川正春
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学会
  • [学会発表] Positive regulation of S-adenosylmethionine on chondrocytic differentiation via stimulation of polyamine production and gene expression of chondrocytic differentiation factors2023

    • 著者名/発表者名
      Hoang, L., Aoyama, E., Kubota, S., Kuboki, T., Takigawa, M.
    • 学会等名
      第96回日本生化学会
  • [学会発表] 軟骨組織の加齢とともに発現が上昇するCCN3は、その発現上昇と軟骨変性度が年齢、荷重の有無に関わらず相関する。2023

    • 著者名/発表者名
      桑原実穂、廣瀬一樹、近藤 星、Fu Shanqi、大野充昭、古松毅之、中田英二、滝川正春、久保田聡、服部 高子
    • 学会等名
      第44回岡山歯学会
  • [学会発表] Inverse genetic tracing of the entire differentiation pathway of human chondrocytes by single cell RNA-seq.2023

    • 著者名/発表者名
      Do, H.T., Ono, M., Wang, Z., Kitagawa, W., Dang, A.T., Yonezawa, T., Kuboki, T., Oohashi, T., Kubota, S.
    • 学会等名
      第96回日本生化学会

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公開日: 2024-12-25  

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