2019 Fiscal Year Annual Research Report
多能性幹細胞由来心筋細胞の細胞周期制御のための統合的アプローチ
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17H04176
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 善紀 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (20447965)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 心筋細胞 / 細胞周期 / 多能性幹細胞 / 細胞移植 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は細胞周期の制御法について、心筋細胞の各時点での心筋細胞の遺伝子発現データの解析に加えて、様々な培養条件で誘導した心筋細胞、レポーターiPS細胞株により分取した心筋細胞などのデータから網羅的な遺伝子発現解析を行った。変動する遺伝子を抽出するとともに、加重遺伝子共発現ネットワーク解析などの手法により、細胞周期活性の変動と相関する遺伝子群の抽出を行い、細胞周期活性化心筋細胞に特異的に発現している遺伝子群の同定に成功した。これらの遺伝子群の中から細胞表面抗原を抽出しフローサイトメトリー解析を行うことにより、細胞周期活性化細胞マーカーを同定した。
また、これまでの化合物スクリーニングにおいて同定された細胞周期活性化化合物CCA-1による処理を行った心筋細胞の網羅的遺伝子解析を行い、化合物処理により変動する遺伝子群を同定し、遺伝子オントロジー解析などを行ったところ、細胞周期活性化に関連する遺伝子群の発現が上昇する一方で、心筋細胞の成熟に関連する遺伝子群の発現が低下していることを確認した。現在、他プロジェクトにおいて同定した心筋細胞の成熟を誘導する化合物の細胞周期の効果について評価を進めている。
また、昨年度に引き続き細胞周期活性化化合物処理した心筋細胞の免疫不全マウス(NRGマウス)の心筋梗塞モデル移植における解析を行った。細胞周期活性化化合物処理した心筋細胞はin vivo光イメージング法によりコントロール細胞と比べて良好な心筋細胞生着を認めていたが、同マウスの心臓の組織解析を行い、移植したヒトiPS細胞由来心筋細胞が免疫不全マウスの心筋梗塞心に良好に生着していることを組織学的に確認した。現在各種免疫染色を行い移植した心筋細胞の微細構造等の評価を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は様々な条件の心筋細胞を用いて網羅的遺伝子発現解析を行い、細胞周期制御においてカギとなる遺伝子群の抽出を行った。また、細胞周期マーカーとなる表面抗原の同定も行った。また、細胞周期活性化化合物処理を行ったヒトiPS細胞由来心筋細胞の細胞移植においてもコントロール群と比べて生着効率が高く、また組織学的解析においても良好な生着を確認しているが、移植した心筋細胞のin vivoでの細胞周期活性やその他の細胞特性を評価するためのさらなる検討が必要である。
今後は細胞周期の制御に関してさらにメカニズム解析を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は心筋細胞の細胞周期の活性化を制御するメカニズムについてさらに解析を進める。これまでに候補として見出した遺伝子群に加えて、新たなサンプルなども含めてパスウェイ解析・モチーフ解析などを行い、細胞周期制御メカニズムの同定さらに細胞周期を活性化、不活化する方法について遺伝子導入やノックアウトなどの手法を用いて解析を行う。また引き続き細胞周期関連細胞表面マーカーの探索や特異的なマイクロRNAの探索を行う。また、FucciレポーターiPS細胞および細胞成熟レポーターiPS細胞の両者を用いることにより、心筋細胞の細胞周期と成熟の関連についても評価を進める。
in vivoの細胞移植系についても、心筋梗塞モデル免疫不全マウスに移植した心筋細胞グラフトの組織解析を引き続き進める。
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[Journal Article] Targeted Disruption of HLA Genes via CRISPR-Cas9 Generates iPSCs with Enhanced Immune Compatibility.2019
Author(s)
Xu H, Wang B, Ono M, Kagita A, Fujii K, Sasakawa N, Ueda T, Gee P, Nishikawa M, Nomura M, Kitaoka F, Takahashi T, Okita K, Yoshida Y, Kaneko S, Hotta A.
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Journal Title
Cell Stem Cell.
Volume: 24(4)
Pages: 566-578.e7
DOI
Peer Reviewed
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