オルガノイドとRNA-Seqによる腸管幹細胞と微小環境への放射線と加齢の影響評価

使用类器官和 RNA-Seq 评估辐射和衰老对肠道干细胞和微环境的影响

基本信息

批准号：
20K19971
负责人：
藤通有希
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Central Research Institute of Electric Power Industry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19971/
关键词：
オルガノイド腸管ステムセルエイジング放射線 RNA-Seq 腸管幹細胞

项目摘要

放射線を照射した正常細胞等において、早期老化が生じることはよく知られている。一方、発がんの標的とされる生体内の組織幹細胞について、幹細胞老化の実体や放射線被ばくによる早期老化、発がんと老化との関連性など、放射線リスクを考える上で重要であるが、未解明な課題が残されている。本研究では、発がんリスクの高い臓器の一つである腸管に着目し、網羅的遺伝子発現解析（RNA-Seq）を用いて、放射線照射したマウスの腸管幹細胞および幹細胞維持に重要であるパネート細胞において、加齢に関連する応答の有無とその程度を明らかにすることを目的とした。さらに、腸管幹細胞からミニ臓器（オルガノイド）を形成する手法を用いることにより、放射線照射や加齢が幹細胞とパネート細胞のどちらに、より決定的な影響を及ぼすのかを評価することを目的とした。これらのRNA-Seqのデータとオルガノイド実験のデータを紐付けることにより、RNAの発現変化がクリプト構造を構成する能力に与える影響を考察する。令和2年度に老齢マウスの繁殖・飼育を開始し、RNA-Seqのプロトコール選定を行った。また、14週齢と51週齢マウスについて、小腸オルガノイド形成効率やクリプト細胞中における幹細胞存在割合の比較を行った。令和3年度は若齢マウスの解剖を行い、サンプル調整を進めた。また、幹細胞とパネート細胞を混合培養して放射線影響を観察する混合オルガノイド実験を行った。令和4年度は、非照射の若齢・老成マウスから採材した幹細胞およびパネート細胞についてRNA-Seqのデータを取得し、解析に着手した。また、公開されたマウスデータを放射線が老化を加速させるのかといった観点から再解析した結果について報告した論文が掲載され、腸管幹細胞における放射線応答について報告した論文が掲載された。

众所周知，暴露于辐射的正常细胞会发生过早衰老。另一方面，对于作为致癌靶标的体内组织干细胞，在考虑辐射风险时存在一些重要但尚未解决的问题，例如干细胞衰老的现实、由于辐射暴露导致的过早衰老以及与致癌之间的关系等。和老化被抛在后面。在这项研究中，我们重点关注作为癌症发生高风险的器官之一的肠道，并利用综合基因表达分析（RNA-Seq）来检测肠道干细胞和潘氏细胞，这些细胞对于干细胞至关重要这项研究的目的是阐明与年龄相关的反应的存在和程度。此外，通过使用一种由肠道干细胞形成微型器官（类器官）的方法，研究人员旨在评估辐射和衰老是否对干细胞或潘氏细胞具有更决定性的影响。通过将这些 RNA-Seq 数据与类器官实验的数据联系起来，我们将检查 RNA 表达变化对构建隐窝结构能力的影响。 2020财年，我们开始繁育和饲养老年小鼠，并选择了RNA-Seq方案。我们还比较了14周龄和51周龄小鼠的小肠类器官形成效率和隐窝细胞中干细胞的比例。 2021 财年，解剖了幼鼠并制备了样本。我们还进行了混合类器官实验，通过培养干细胞和潘氏细胞的混合物来观察辐射的影响。 2020财年，我们获取了从未受辐射的年轻和年老小鼠中收集的干细胞和潘氏细胞的RNA-Seq数据并开始分析。此外，还发表了一篇论文，报告了从辐射是否加速衰老的角度重新分析已发表的小鼠数据的结果，并发表了一篇报告肠道干细胞的辐射反应的论文。