腸幹細胞における幹細胞性維持機構の解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12J06982
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 阿部 佐耶 京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 幹細胞 / 腸上皮 / オルガノイド / マウス

Research Abstract

腸上皮の恒常性は、陰窩に存在する幹細胞から、細胞増殖、分化し、さらにそれらの細胞の移動、アポトーシスによって保たれている。私は、腸幹細胞が幹細胞性をいかに維持し、腸上皮の恒常性を保っているかに興味をもっている。
私は腸上皮細胞の研究をする上で、二つの系を用いている。一つ目は過去に報告されている、複数の絨毛と陰窩をもつ自己組織体(オルガノイド)を培養する系である。私は、オルガノイド培養の技術、さらにオルガノイドにレトロウイルスを用いて遺伝子導入する技術を身につけた。これからさらにオルガノイドの系でRNAiによるノックダウン実験を行い、成功したのちには、in vitroの利点を活かし、多数の候補遺伝子のスクリーニングを計画している。
二つ目の系は、マウスの小腸で、腸上皮細胞特異的に遺伝子導入を行う系である。この系では、in vivoで比較的容易に複数の遺伝子のノックダウンができるのが利点のひとつである。よって私はこの技術を習得、改良するにあたり、まずは、あるホモログの多い遺伝子を同時に複数ノックダウンした。その結果、陰窩および絨毛の長さが変化するのを観察できた。これは、ノックダウン実験によって、腸幹細胞の増減がおこった可能性があり、ノックダウンした遺伝子群が幹細胞の数の調整に関与していることを示唆している。これから引き続き、この技術の改良、解析法の検討を行い、系の完成を目指している。
将来オルガノイド培養の系におけるスクリーニングによって、幹細胞性維持に重要だと考えられる因子が発見された場合は、その因子のノックダウンを二つ目の系で行い、さらに解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

オルガノイド培養系、腸上皮細胞特異的な遺伝子導入系の両方において、系の確立が進んでいる。
また、腸上皮細胞特異的な遺伝子導入系において、興味深い表現形の観察もできている。

Strategy for Future Research Activity

オルガノイド培養系に関しては、RNAiによるノックダウン実験系の確立、さらに多数の候補遺伝子のスクリーニングを考えている。次に、二次スクリーニングとして、腸上皮細胞特異的な遺伝子導入系で、絨毛や陰窩の長さ、細胞数の変化などの表現形を観察する予定である。