ショウジョウバエの器官運命の転換における新規シグナル伝達経路の解明

阐明果蝇器官命运转换的新信号转导途径

基本信息

批准号：
22KJ0220
负责人：
根本和也
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

iPS細胞の発見などから、体細胞を異なる細胞に転換させて臓器や器官を人工的に作製する再生医療が期待されている。しかし、その実現には細胞運命の転換だけでなく、運命転換した細胞集団を適切に制御して器官の形成に導く必要があるが、その分子機構は未だ明らかでない。そこで本研究では、運命転換を経て実際に異なる器官が形成される、ショウジョウバエの器官改変現象に注目している。これまでに我々は、インスリン様ホルモンの一種であるDilp8が器官改変に関わることを見いだしており、器官改変におけるDilp8の機能解析を行っている。本年度ではまず、器官改変時にdilp8を発現する細胞集団が、成虫原基の損傷再生時に生じる再生芽細胞に類似する特徴を持つことを見いだした。再生芽細胞は、再生のために本来の細胞運命を一時的に失った細胞であり、再生完了時に再度分化する。このことは、dilp8発現細胞が再生芽細胞のように、異なる細胞運命に転換しつつある遷移状態にあることを強く示唆している。また、新たな遺伝子発現誘導システムであるQシステムを用いて、器官改変を誘導する実験系を確立した。これにより、Dilp8を受容できない細胞を組織の一部に導入するクローン実験を行う目処がついた。加えて、再生芽細胞特異的な遺伝子発現プロファイルを解析した公共のsingle cell RNA-seqデータを用いて、データ解析手法の検討にも着手している。その過程では、Dilp8を発現する再生芽細胞では、Dilp8の新規受容体候補であるDrlの発現が低下する傾向にあることを見いだした。以上の結果より、細胞運命が転換しつつある遷移状態の細胞からDilp8が放出され、周囲の他の細胞に作用しているモデルを提案している。

可以预期，通过发现IPS细胞将IPS细胞转化为不同的细胞，可以人为地产生器官和器官的再生医学。但是，不仅有必要改变细胞的命运，而且要正确控制细胞的命运并导致器官的形成，而且分子机制仍然不清楚。因此，这项研究的重点是shoujo Bais的器官修饰，在命运转化后实际形成了不同的器官。迄今为止，我们发现DILP8是一种类似胰岛素的激素，参与器官修饰，并且一直在对器官中的DILP8进行功能分析。在这个财政年度，我们首先发现在器官期间表达DILP8的细胞组具有与成人基础受伤和再生期间产生的再生新芽相似的特征。重建的芽是暂时失去其原始细胞命运以进行再生的细胞，并在播放完成后再次区分。这强烈表明DILP8表达细胞处于过渡态，该态正在变为不同的细胞命运，例如再生局。此外，使用Q系统建立了诱导器官修饰的实验系统，Q系统是一种新的遗传诱导系统。这给了进行克隆实验的前景，以将无法接受DILP8的细胞引入组织的一部分。此外，数据分析方法已经开始使用公共单细胞RNA-seq数据，该数据分析了基因表达谱特别是再生芽。在此过程中，发现DILP8代表再生精子倾向于降低DRL的表达，DRL是DILP8的新受体候选者。从上述结果中，DILP8已从细胞命运正在变化的过渡细胞中释放出来，并提出了作用于周围其他细胞的模型。