細胞運命を決めるエピゲノム機構の解明

阐明决定细胞命运的表观基因组机制

基本信息

批准号：
14F04787
负责人：
山中伸弥
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04787/
关键词：
Glioma IDH1 Differentiation iPSC DNA methylation Epigenomics

项目摘要

本研究の目的は、iPS細胞にがん特異的ゲノム変異を導入することで、脳腫瘍の発生をインビトロで再現し、遺伝子発現ダイナミクスを中心にした分子機序を明らかにすることである。本研究では、シングルセルエピゲノム解析によって、細胞の分化過程における遺伝子発現制御のダイナミクスを明らかにする。特に細胞分化過程における遺伝子発現のヘテロ性を考慮した解析を行うことによって、シングルセルレベルでの分化の度合いの定義を行い、その分化の度合いに従った遺伝子発現制御を明らかにする。これらのシングルセル技術を脳腫瘍発生モデルに応用することで、脳腫瘍の発生モデルを構築すると共に創薬スクリーニングの基盤を提供する。具体的には、二次性神経膠腫で特異的に見られるIDH1変異体をiPS細胞に導入し、この変異体をアストロサイトなどの神経細胞へ分化させる際に一過的に癌発現させる。その変異体がひきおこす正常分化の異常を捉えることを試みる。さらには複数の変異遺伝子を同時、または連続的に発現させることで多段階発がんモデルを作製する。これらのモデルを用いて、正常な神経分化から逸脱する細胞集団をシングルセル遺伝子発現解析で同定する。さらにはこの分化系を用いて癌様細胞が発生する培養条件で、それらの細胞集団を標的とする化合物の同定を試みる。

这项研究的目的是将癌症特异性基因组突变引入IPS细胞，重现体外脑肿瘤的发展，并阐明以基因表达动力学为中心的分子机制。在这项研究中，单细胞表观基因组分析揭示了细胞分化过程中基因表达调节的动力学。特别是，通过考虑细胞分化过程中基因表达的异质性进行分析，定义了单细胞水平的分化程度，并根据分化程度阐明了基因表达控制。通过将这些单细胞技术应用于脑肿瘤发育模型，我们将构建脑肿瘤发育模型，并为药物发现筛查提供基础。具体而言，在二次神经胶质瘤中特异性发现的IDH1突变体被引入IPS细胞中，并且当将其分化为星形胶质细胞等神经元时，该突变体会瞬时表达。我们试图捕获突变体引起的正常分化异常。此外，多个突变基因同时或连续表达以创建多阶段的癌变模型。使用这些模型，使用单细胞基因表达分析鉴定出偏离正常神经分化的细胞群体。此外，使用这种分化系统，我们尝试在产生类似癌症细胞的培养条件下鉴定靶向这些细胞群体的化合物。