2020 Fiscal Year Annual Research Report
Inter-cellular RNA transfer-driven reprogramming
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19K22416
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
武部 貴則 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 教授 (20612625)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | mRNA / リプログラミング / 細胞間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年我々が発見した「異なる細胞種間の直接接触を介したmRNAの伝搬機構」の解明を通じて、細胞の運命を転換するための全く新しい細胞操作技術を構築することを目的としている。すなわち、目的の特徴を有した細胞に、リプログラミングしたい細胞を混ぜ合わせることにより、外来遺伝子の導入などの従来手法に依存しない細胞運命の転換手法の開発を試みる。
本年度は、昨年度に構築した、マウスES細胞との共培養によるヒトiPS細胞のリプログラミング系を対象として、mRNAの受け渡しに基づくリプログラミング現象の立証を試みた。まず、両細胞の共培養条件において、マウスES細胞と接触しているヒトiPS細胞が、接触していない細胞と比べて、高頻度に未分化マーカーを維持していることを見出し、マウスES細胞からmRNAを受け取った細胞がリプログラミングを経てその後生存していることが示唆された。そこでマウスES細胞からのmRNA転送がヒトiPS細胞のリプログラミングに必要かどうかを明らかにするために、マウス種特異的なRNAiをヒトiPS細胞に施した。具体的には、昨年度特定した転送されやすいRNA群のうち、未分化性維持に関与する転写因子をコードするmRNAを選抜し、それらに対するRNAi標的配列をマウス特異的になるように設計、ヒトiPS細胞にRNAiベクターを発現させた。マウスES細胞との共培養後に生じるリプログラミングヒトiPS細胞の出現効率を評価した結果、特定のマウス由来転写因子コードRNAの発現抑制によって、ヒトiPS細胞のリプログラミングがほぼ完全に消失することがわかった。加えて、マウスES細胞との共培養によって生じるオープンクロマチン領域の変化をATAC-seqで評価したところ、これらの特定した転写因子の結合サイトが共培養依存的に有意に開放していることを見出した。
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[Journal Article] High-Fidelity Drug-Induced Liver Injury Screen Using Human Pluripotent Stem Cell?Derived Organoids2021
Author(s)
Shinozawa T, Kimura M, Cai Y, Saiki N, Yoneyama Y, Ouchi R, Koike H, Maezawa M, Zhang RR, Dunn A, Ferguson A, Togo S, Lewis K, Thompson WL, Asai A, Takebe T.
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Journal Title
Gastroenterology
Volume: 160
Pages: 831～846.e10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Simultaneous Zn2+ tracking in multiple organelles using super-resolution morphology-correlated organelle identification in living cells2021
Author(s)
Fang H, Geng S, Hao M, Chen Q, Liu M, Liu C, Tian Z, Wang C, Takebe T, Guan JL, Chen Y, Guo Z, He W, Diao J.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 109
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Modeling Human Bile Acid Transport and Synthesis in Stem Cell-Derived Hepatocytes with a Patient-Specific Mutation2021
Author(s)
Hayashi H, Osaka S, Sakabe K, Fukami A, Kishimoto E, Aihara E, Sabu Y, Mizutani A, Kusuhara H, Naritaka N, Zhang W, Huppert SS, Sakabe M, Nakamura T, Hu YC, Mayhew C, Setchell K, Takebe T, Asai A.
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 16
Pages: 309～323
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Common Genetic Variation in Humans Impacts In?Vitro Susceptibility to SARS-CoV-2 Infection2021
Author(s)
Dobrindt K, Hoagland DA, Seah C, Kassim B, OShea CP, Murphy A, Iskhakova M, Fernando MB, Powell SK, Deans PJM, Javidfar B, Peter C, Muller R, Uhl SA, Garcia MF, Kimura M, Iwasawa K, Crary JF, Kotton DN, Takebe T, Huckins LM, tenOever BR, Akbarian S, Brennand KJ.
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 16
Pages: 505～518
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Single cell transcriptomics identifies a signaling network coordinating endoderm and mesoderm diversification during foregut organogenesis2020
Author(s)
Han L, Chaturvedi P, Kishimoto K, Koike H, Nasr T, Iwasawa K, Giesbrecht K, Witcher PC, Eicher A, Haines L, Lee Y, Shannon JM, Morimoto M, Wells JM, Takebe T, Zorn AM.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 11
Pages: 4158
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Polygenic architecture informs potential vulnerability to drug-induced liver injury2020
Author(s)
Koido M, Kawakami E, Fukumura J, Noguchi Y, Ohori M, Nio Y, Nicoletti P, Aithal GP, Daly AK, Watkins PB, Anayama H, Dragan Y, Shinozawa T, Takebe T.
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Journal Title
Nature Medicine
Volume: 26
Pages: 1541～1548
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Generation of human induced pluripotent stem cell-derived liver buds with chemically defined and animal origin-free media2020
Author(s)
Sekine K, Ogawa S, Tsuzuki S, Kobayashi T, Ikeda K, Nakanishi N, Takeuchi K, Kanai E, Otake Y, Okamoto S, Kobayashi T, Takebe T, Taniguchi H.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 10
Pages: 17937
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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