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2022 年度 実施状況報告書

脳内老化細胞の1細胞糖鎖解析による新規細胞表面マーカーの探索と糖鎖機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K15660
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

小高 陽樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (40831243)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワード老化細胞 / 中枢神経系 / 糖鎖 / 1細胞解析
研究実績の概要

近年、老化に伴う身体機能の低下には、老化に伴い各組織中に出現する老化細胞が関与していることが明らかとなり、抗老化医療の新たなターゲットとして注目されている。特に細胞の外周を覆うように存在する糖鎖は、医薬品によるアクセスが容易なため有望な創薬ターゲットである。培養細胞の老化モデル系では、細胞老化に伴う細胞表面糖鎖の性状変化が報告されている。一方で、生体組織中の老化細胞はその存在比率の低さのため、バルクでの解析が難しく、培養細胞の老化モデル系で見られるような糖鎖変化が、生体中の老化細胞の糖鎖変化を正しく反映できているのか不明である。本研究では、我々の報告した1細胞糖鎖・RNAシークエンス法(scGR-seq)(Minoshima F, Ozaki H, Odaka H, Tateno H. iScience. 2021)により単一細胞のRNA情報と糖鎖情報を取得することで、これまで不明だった脳組織中に存在する老化細胞の糖鎖変化を明らかにする。さらに、生体中の糖鎖変化を指標として培養細胞の老化モデル系を構築することで、生体の細胞老化を模したモデル系の構築を目指す。こうした細胞モデルを利用し、糖鎖と細胞表現型の解析を行うことで、細胞老化による糖鎖変化が持つ生理的役割についてより深い洞察を得ることが期待できる。
これまでに、動物実験の実施に伴う倫理審査の申請を行い、scGR-seq実験実施のための準備態勢を整えた。また、iPS細胞由来神経前駆細胞(NPC)を利用してCDK1阻害とp53発現誘導による細胞老化の誘導を試みたが、この手法ではNPCに細胞老化を誘導することはできなかった。

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

本年度は、動物実験の実施に伴う倫理審査の申請を行い、scGR-seq実験実施のための準備態勢を整えた。また、ヒトiPS細胞由来神経前駆細胞(NPC)を利用してCDK1阻害とp53発現誘導による細胞老化の誘導を試みたが、この手法では、NPCに細胞老化を誘導することはできなかった。細胞老化誘導については、さらなる検証が必要であるものの、来年度以降のscGR-seqに向けての準備は完了したことから、おおむね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

今後は、老齢マウス脳の細胞解離法を検討し、scGR-seqを実施する。さらに、得られたトランスクリプトームデータから老化細胞を同定し、老化細胞に特徴的な糖鎖プロファイルを抽出する。また、NPCの老化誘導についても酸化ストレス負荷や継代ストレスなどの手法を検討する。

次年度使用額が生じた理由

今年度中は、マウスを使った実験を行わなかったため、マウス購入費を次年度に繰り越した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Single‐Cell Glycan and RNA Sequencing (scGR‐seq)2023

    • 著者名/発表者名
      Odaka Haruki、Tateno Hiroaki
    • 雑誌名

      Current Protocols

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1002/cpz1.777

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ATP citrate lyase controls hematopoietic stem cell fate and supports bone marrow regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Umemoto Terumasa、Johansson Alban、Ahmad Shah Adil Ishtiyaq、Hashimoto Michihiro、Kubota Sho、Kikuchi Kenta、Odaka Haruki、Era Takumi、Kurotaki Daisuke、Sashida Goro、Suda Toshio
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 41 ページ: e109463

    • DOI

      10.15252/embj.2021109463

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Role of Neurotrophin Signaling in Age-Related Cognitive Decline and Cognitive Diseases2022

    • 著者名/発表者名
      Numakawa Tadahiro、Odaka Haruki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 ページ: 7726~7726

    • DOI

      10.3390/ijms23147726

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide CRISPR/Cas9 Screening Identifies KDM2B as a Modifier of Heparan Sulfate?Protein Interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Odaka Haruki
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 34 ページ: E63~E63

    • DOI

      10.4052/tigg.2203.6E

  • [学会発表] ミクログリア含有ヒト大脳オルガノイドによる胎生期ストレスホルモン曝露モデルの解析2023

    • 著者名/発表者名
      小高 陽樹
    • 学会等名
      第 22 回日本再生医療学会総会

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公開日: 2023-12-25  

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