幹細胞における無限自己複製の制御機構

干细胞无限自我更新的控制机制

基本信息

批准号：
20052032
负责人：
升井伸治
金额：
$ 4.1万
依托单位：
Research Institute, International Medical Center of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20052032/
关键词：
Sox2 転写因子 ES細胞 Es細胞神経幹細胞栄養膜幹細胞自己複製

项目摘要

哺乳動物の幹細胞は、分化能を保って分裂する能力(自己複製能)をもつ。その分子機構は、幹細胞特異的転写因子による分化能維持・細胞老化因子群の統合的制御機構であるが、その構成遺伝子や転写制御様式については大部分が不明である。本研究は、これを規定する遺伝子群の同定を通じて、発生学と細胞老化を転写因子の観点から結合させる。神経幹細胞および栄養幹細胞は、分化能は異なるもののどちらも転写因子Sox2を強く発現し無限に自己複製する。Sox2は両者の正常な自己複製に必須なので、本研究では両細胞においてSox2下流遺伝子を網羅的に探索し、共通の下流遺伝子について機能解析を行って、無限自己複製機構を明らかにすることを目的とした。神経幹細胞(NSC)と栄養幹細胞(TSC)はES細胞(ESC)からの樹立法が確立されているため、申請者が樹立した誘導的Sox2ノックアウトESCを利用して誘導的Sox2ノックアウトTSC,NSCをそれぞれ樹立できる。20年度までに、テトラサイクリン制御性Sox2ノックアウトNS細胞NS22-2を樹立し、テトラサイクリン添加によって自己複製が阻害されることがわかった。ところが、高密度培養条件下では自己複製が保たれることも同時に明らかとなった。21年度では、細胞間シグナルの阻害によるSox2ノックアウトのフェノタイプ顕在化を試み、Notchシグナル阻害剤を用いての解析を行ったが、効果はみられなかった。マイクロアレイ解析に進むことが困難と判断したため、より直接的な機能解析法として、NS細胞における中心的転写因子を数個同定し、これを用いて繊維芽細胞MEFからNS様細胞を誘導できることを明らかとした。この転写ネットワークをさらに解析することで、自己複製機構の解明につながる。

哺乳动物干细胞具有分化和分裂的能力（自我更新能力）。分子机制是通过干细胞特异性转录因子的分化能力和细胞衰老因子的综合调节机制，但是构成基因和转录控制模式在很大程度上尚不清楚。这项研究通过鉴定定义这一点的基因组，将胚胎学和细胞衰老结合在转录因子方面。神经和营养干细胞虽然能力分化，但都强烈和自我更新无限地表达转录因子SOX2。由于SOX2对于两个细胞的正常自我更新至关重要，因此本研究的目的是全面搜索两个细胞中的Sox2下游基因，以及对常见下游基因的功能分析以揭示无限的自我更新机制。由于已经从ES细胞（ESC）建立了神经干细胞（NSC）和营养干细胞（TSC），因此可以使用申请人确定的诱导型SOX2敲除ESC来确定诱导型SOX2基因敲除TSC和NSC。到2020财年，建立了四环素调节的SOX2敲除NS22-2，发现自我更新是通过添加四环素抑制的。但是，还发现自我更新是在高密度培养条件下保持的。在2011财年，我们试图通过抑制细胞间信号传导来体现SOX2敲除的表型，并使用Notch信号抑制剂进行了分析，但未观察到效果。由于确定很难进行微阵列分析，因此可以将NS细胞中的几个中心转录因子作为一种更直接的功能分析方法，并且揭示这些方法可用于从成纤维细胞MEF诱导NS样细胞。对该转录网络的进一步分析导致阐明自我修复机制。