単一細胞の経時的な解析が解き明かす、初期発生における未分化と分化の切り替え機構

单细胞时程分析揭示早期发育过程中未分化和分化之间的切换机制

基本信息

批准号：
16J08005
负责人：
中能祥太
金额：
$ 2.83万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、シグナル経路と細胞周期制御因子に注目して、哺乳類の初期発生において多能性と分化を制御する機構への理解を深めることを目指す。最終年度である2018年度は、2017年度と同様に共同研究先であるイギリス・ケンブリッジ大学の研究室に滞在し、ヒト多能性幹細胞を用いたin vitroの実験系によって研究を進めた。前年度に樹立したdouble knock outヒトES細胞に、誘導型knock downの遺伝子カセットを導入することで、細胞周期を制御する遺伝子ファミリーの3つを同時に欠損させる細胞株を作製した。この細胞株を用いた表現型試験の結果、対象の遺伝子ファミリーが多能性の維持に必須ではないことが示唆された。この結果は初めの仮説とは異なるものの、in vitro分化の系を使ったさらなる検証の結果、内胚葉への分化において対象の遺伝子ファミリーが重要な役割を果たしていることが示唆された。これらの遺伝子の欠損が、多能性の維持ではなく、細胞分化にのみ影響することは興味深い。標的遺伝子が特定の細胞系統への分化に関与する仕組みを予測するために、RNA-seqを行なっている。また、shRNAに基づく誘導型knock downのシステムを利用して、シグナル経路の構成因子をピンポイントに阻害する細胞株の樹立にも成功した。これらの細胞株と網羅的な解析を組み合わせた解析を進めている。以上より、これまでわかっていなかったヒト初期胚の多能性状態の新たな側面を示す興味深い知見が得られた。今後は学術振興会の海外特別研究員として同留学先において研究を進め、本研究成果を含めた論文を発表したいと考えている。

这项研究旨在加深我们对哺乳动物早期发育过程中调节多能性和分化的机制的理解，重点关注信号途径和细胞周期调节剂。在2018年的最后一年，该公司是在英格兰剑桥大学的一家实验室，它是一个联合研究目的地，并使用人类多能干细胞的体外实验系统进行了研究。通过将诱导的敲除基因盒引入上一年建立的双基因敲除人ES细胞中，我们创建了一个细胞系，同时违反了调节细胞周期的三个基因家族。使用该细胞系的表型研究表明，感兴趣的基因家族对于维持多能量并不是必不可少的。尽管该结果与初始假设不同，但使用体外分化系统进行进一步测试表明，感兴趣的基因家族在分化为内胚层中起着重要作用。有趣的是，这些基因的缺乏仅影响细胞分化，而不是维持多能。进行RNA-seq以预测靶基因如何与特定细胞系分化。此外，我们已经成功建立了一条细胞系，该细胞系通过使用基于SHRNA的诱导型敲低系统来指出抑制信号途径成分。我们目前正在进行分析，将这些细胞系与全面的分析相结合。从上面，我们获得了有趣的发现，显示了早期人类胚胎的多能状态的新方面，直到现在。将来，我想继续作为学术促进协会的特殊海外研究人员的研究，并发表包括本研究结果的论文。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cell cycle regulators control pluripotency of human embryonic stem cells

细胞周期调节剂控制人胚胎干细胞的多能性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shota Nakanoh;Juned Kadiwala;An-Sofie Lanaerts and Ludovic Vallier
通讯作者：
An-Sofie Lanaerts and Ludovic Vallier

Jak1/Stat3 signaling acts as a positive regulator of pluripotency in chicken pre-gastrula embryos

DOI：
10.1016/j.ydbio.2016.11.001
发表时间：
2017-01-01
期刊：
DEVELOPMENTAL BIOLOGY
影响因子：
2.7
作者：
Nakanoh, Shota;Fuse, Naoyuki;Agata, Kiyokazu
通讯作者：
Agata, Kiyokazu

Method to Synchronize Cell Cycle of Human Pluripotent Stem Cells without Affecting Their Fundamental Characteristics

DOI：
10.1016/j.stemcr.2018.11.020
发表时间：
2018-12
期刊：
Stem Cell Reports
影响因子：
5.9
作者：
L. Yiangou;R. Grandy;C. Morell;R. Tomaz;Anna Osnato;Juned Kadiwala;D. Muraro;J. Garcia-Bernardo;Shota Nakanoh;W. G. Bernard;Daniel Ortmann;Davis J. McCarthy;I. Simonic;S. Sinha;L. Vallier
通讯作者：
L. Yiangou;R. Grandy;C. Morell;R. Tomaz;Anna Osnato;Juned Kadiwala;D. Muraro;J. Garcia-Bernardo;Shota Nakanoh;W. G. Bernard;Daniel Ortmann;Davis J. McCarthy;I. Simonic;S. Sinha;L. Vallier

University of Cambridge(United Kingdom)

剑桥大学（英国）