Elucidating a role of niche construction in pathophysiological mechanism of human digestive diseases

阐明生态位构建在人类消化系统疾病病理生理机制中的作用

• 批准号: 22H04995
• 负责人: 佐藤 俊朗
• 金额: $ 124.88万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04995/
• 关键词: オルガノイド; がん; 大腸がん; がん幹細胞; 異種移植; 疾患モデル; 幹細胞; ライブイメージング; エピゲノム

我々の体組織は微小環境ニッチと相互作用を通し遺伝子・エピゲノム変化を蓄積する．一部の組織はこうしたダイナミックな細胞変化によって機能低下や機能異常を示す疾患組織へと変容する．これまで環境が組織細胞を変化させる一方向性の研究が主体であった．しかし，生態学の分野では生物体が自身に都合のよい環境を作り出す“ニッチ構築”が進化を駆動するというコンセプトが提唱されている.本研究では，我々の体内においても変容した組織細胞が周囲の微小環境を作り変え疾患の発症や進展の起点となっていると考え，疾患オルガノイドを用いてニッチ構築仮説を検証する．ヒト疾患組織において，組織細胞と微小環境の相互作用を解析し，正常組織から疾患組織への進展に潜む隠されたメカニズムを解き明かす.本研究課題は以下の４つの課題を有機的に連携させることによって効率的な研究を推進することを目的とする．(I): 広く内胚葉由来臓器の疾患も対象とした疾患オルガノイドバイオバンクの確立および樹立培養技術の改良．(II): ヒト化マウスを用いた異種移植によるin vitroシステムと遺伝子工学的アプローチによるプロスペクティブ解析方法の確立．(III): オルガノイドの複合的解析方法の確立として (1)組織形態形成制御，(2)エネルギー代謝運動制御，(3)情報エントロピー制御，の３つの制御機構を定量的に解析する先進的なオルガノイド解析基盤の確立および関連情報の蓄積．(IV)：(I-III)を統合したオルガノイドによる人工疾患再現モデルの確立.これらの技術により，生体内組織に近い微小環境を人工的に再現し，ニッチ構築が疾患の発症や進展に寄与する分子レベルの解明に迫る．さらに，ニッチ構築の理解により，疾患を作り出す組織環境の悪循環を補正するアプローチの開発に資する．

我们的身体组织通过与微环境壁ni的相互作用来积累基因和表观基因组的变化。由于这些动态细胞的变化，一些组织变成了患病的组织，这些组织表现出功能下降和功能异常。到目前为止，主要的重点一直是对环境对组织细胞单向变化的研究。然而，在生态学领域，“利基结构”的概念在该概念中，生物体创造了方便的环境，可以自身推动进化。在这项研究中，我们相信体内的组织细胞也会改变周围的微环境，并成为疾病的开始和发展的起点，并且我们使用疾病疾病的疾病类动物的结构来测试NICHE构建纽约。我们分析了组织细胞与人类疾病组织中的微环境之间的相互作用，并揭示了隐藏在正常组织到患病组织中的隐藏机制。该研究主题旨在通过有机地联系以下四个问题来促进有效的研究。 （i）：建立疾病类动物生物库以及建立培养技术的改进，这些技术被广泛用于内胚层衍生的器官疾病。 （ii）：在人源化小鼠和基因工程方法中使用异种植物的前瞻性分析方法建立。 （iii）：建立一个先进的类器官分析平台，该平台定量分析三种控制机制：（1）组织形态发生控制，（2）能量代谢运动控制和（3）信息熵控制以及相关信息的积累。 （iv）：使用整合（I-III）的类器官来建立人工疾病重现模型。这些技术允许人为地再现接近体内组织的微环境，我们将探索利基结构有助于疾病的发作和进展的分子水平。此外，了解利基结构将有助于开发一种方法，以纠正产生疾病的组织环境的恶性循环。

项目成果

Epithelial Biology Center(米国)

上皮生物学中心（美国）

ワークショップ「幹細胞とオルガノイド：自己組織化を操作し, 多細胞システムを創発する技術」

研讨会“干细胞和类器官：操纵自组织和创建多细胞系统的技术”

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishikawa K;Sugimoto S;Oda M;Fujii M;Toshimitsu K;Sawada K;Shimokawa M;Saito M;Kawasaki K;Ishii R;Taniguchi K;Sato T.;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗;Toshiro Sato;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗
• 通讯作者: 佐藤俊朗

オルガノイド技術が切り拓くヒトがん生物学

类器官技术开启了人类癌症生物学的大门

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishikawa K;Sugimoto S;Oda M;Fujii M;Toshimitsu K;Sawada K;Shimokawa M;Saito M;Kawasaki K;Ishii R;Taniguchi K;Sato T.;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗;Toshiro Sato;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗
• 通讯作者: 佐藤俊朗

Intestinal Organoids as a Novel Model for Host-Microbiome Interaction

肠道类器官作为宿主-微生物组相互作用的新模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishikawa K;Sugimoto S;Oda M;Fujii M;Toshimitsu K;Sawada K;Shimokawa M;Saito M;Kawasaki K;Ishii R;Taniguchi K;Sato T.;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗;Toshiro Sato
• 通讯作者: Toshiro Sato

Understanding of gastrointestinal diseases using organoid technology

利用类器官技术了解胃肠道疾病

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishikawa K;Sugimoto S;Oda M;Fujii M;Toshimitsu K;Sawada K;Shimokawa M;Saito M;Kawasaki K;Ishii R;Taniguchi K;Sato T.;Toshiro Sato;Toshiro Sato;佐藤俊朗;Toshiro Sato;Toshiro Sato
• 通讯作者: Toshiro Sato