両生類の高い器官再生能に寄与する組織幹細胞の同定とその再生時活性化機構の解析

促进两栖类器官高再生能力的组织干细胞的鉴定及其再生过程中的激活机制分析

• 批准号: 22KJ1051
• 负责人: 加藤 寿美香
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1051/
• 关键词: 再生; アフリカツメガエル; 組織幹細胞; 再生; アフリカツメガエル; 組織幹細胞

アフリカツメガエルの幼生は尾が切断されても１週間程度で脊索・脊髄・筋肉などの組織を含む完全な尾を再生することができる。ツメガエル幼生尾再生は組織の脱分化や分化転換が観察されないことから、各組織に存在する幹細胞由来の未分化細胞が産生・集合して再生芽を形成し、それぞれが由来する組織の細胞に分化して新たな尾（再生尾）が形成されると考えられている。しかしツメガエルにおいては殆どの組織で幹細胞マーカー遺伝子が同定されておらず、組織幹細胞の挙動を直接的に調べるのが難しいため、各組織幹細胞を活性化する分子機構や未分化細胞を経て分化組織が形成される細胞系譜は不明である。本研究は、ツメガエル幼生尾の再生組織を構成する分化細胞の由来となる各組織幹細胞と、それらが再生組織中の分化細胞に至る前駆細胞系列をsingle cell RNA-Seq（scRNA-Seq）解析を用いて同定することを目指している。当該年度では、組織中に微量に存在すると考えられる幹細胞をscRNA-Seqで解析するために、まず複数種で有効性が示されている幹細胞純化法のside population法をツメガエルに適用して幼生再生芽の組織幹細胞の濃縮を試みた。side population法は組織幹細胞が一般に高い薬剤排出能を持つことを利用し、DNA結合色素Hoechst 33342に対して低染色性となる分画（side population; SP）を分取することで組織幹細胞が濃縮された細胞集団を得る手法であり、ツメガエル幼生尾・再生芽においてもSP分画が検出された。次に分取したSP分画を用いてscRNA-Seqを実施し、先行研究の幹細胞非濃縮幼生尾scRNA-Seqデータと統合して解析を行った結果、SP分画において筋衛星細胞や神経前駆細胞の濃縮が確認されたことから、SP分画には他にも未知の組織幹細胞が含まれると考えている。

爪蟾幼虫可以在大约一周内再生其完整的尾巴，包括脊索，脊髓和肌肉等组织，即使它们的尾巴被截肢。由于在爪蟾幼虫尾再生中未观察到组织去分化或转分化，因此人们认为，每个组织中存在的干细胞中未分化的细胞产生并聚集在一起以形成再生芽，并区分了细胞与细胞与从中形成新的尾巴的组织，从而形成新的尾巴（降级尾巴）。然而，在爪蟾中，在大多数组织中尚未鉴定干细胞标记基因，因此很难直接检查组织干细胞的行为，因此未知激活每个组织干细胞的分子机制和通过未分化的细胞形成分化组织的细胞谱系的分子机制是未知的。这项研究的目的是鉴定出构成构成异武氏幼虫尾部再生组织的分化细胞的每个组织干细胞，以及使用单细胞RNA-SEQ（SCRNA-SEQ）分析的再生组织中分化细胞的祖细胞谱系。在今年，为了分析被认为使用SCRNA-SEQ在组织中少量存在的干细胞，我们首先应用了侧种群方法，一种干细胞纯化方法，一种已被证明在多种物种中有效，可用于Xenopus，以富集来自幼虫再生芽的组织干细胞。侧种群方法利用了这样一个事实，即组织干细胞通常具有较高的药物排泄能力，并获得了细胞群，其中通过除以DNA结合染料HOECHST 33342染色的分数（SP）富集组织干细胞，并且在Xenopus larvae larvae tails and Renderners and budss and budss and budss and sp sp也被检测到SP。接下来，使用收集的SP级分进行SCRNA-SEQ，并通过与先前研究中的无干细胞幼虫尾巴SCRNA-SEQ数据整合进行分析，并在SP分数中确认肌肉卫星细胞和神经祖细胞的富集，因此我们相信我们相信其他不知名的组织干细胞在SP级别中包含了其他未知的组织干细胞。