腸上皮幹細胞の胎児化による大腸癌発生機構の解明

通过肠上皮干细胞胚胎化阐明结直肠癌发生的机制

基本信息

批准号：
22K06874
负责人：
今城正道
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06874/
关键词：
腸上皮細胞胎児化合成ハイドロゲル大腸癌腸上皮幹細胞

项目摘要

腸上皮は人体で最も細胞の新陳代謝が速い組織であり、幹細胞からの組織更新により絶えず細胞が置き換えられている。この活発な組織更新を反映して腸上皮は癌化しやすく、大腸癌の罹患率は全ての癌の中でも上位を占めている。近年、腸上皮の高い再生能を支え、大腸癌の発生にも関わるメカニズムとして、幹細胞の胎児化が注目されている。本研究では、申請者が独自に開発した腸上皮幹細胞の胎児化誘導法を用いて、幹細胞胎児化の分子機構を解明し、腸上皮腫瘍の形成過程における幹細胞胎児化の意義を明らかにすることを目的としている。今年度は先ず、腸上皮細胞の培養に用いる合成ハイドロゲルの最適化を行った。その結果、特定範囲の正荷電を有するゲル上で腸上皮細胞が効率よく接着し、増殖することを見出した。次に、RNA-seqによる網羅的な遺伝子発現解析を行い、このハイドロゲル培養後の腸細胞では、全般的な遺伝子発現状態が胎児腸上皮様に変化する（胎児化する）ことを示した。さらに、発現変動遺伝子のプロモーター解析により、遺伝子発現変化を担う転写制御因子の候補を多数同定した。これらの因子のうち、Hippo経路のエフェクター分子であるYAPについては、過剰発現により合成ハイドロゲルによる腸上皮細胞の胎児化を促進することも示した。従って、合成ハイドロゲル上での培養は、腸上皮細胞においてYAPを活性化することで、胎児化を誘導すると考えられる。さらに、ヒト大腸癌細胞株においても、合成ハイドロゲル上での培養は、胎児腸特異的遺伝子の発現を誘導した。以上のように本年度は、合成ハイドロゲルによる腸上皮細胞の胎児化誘導法の最適化を行い、大腸癌細胞においても胎児化の誘導に成功した。また、胎児化誘導に関わる分子としてYAPを同定するなど、次年度以降の研究に繋がる成果を得た。

肠上皮是人体中细胞代谢最快的组织，并且细胞不断被干细胞的组织更新所取代。反映这种主动的组织更新，肠上皮倾向于癌变，而结直肠癌的采用率是所有癌症之一。近年来，干细胞的胎儿一直集中在支持高肠上皮再生并参与大肠癌的机制上。在这项研究中，使用肠道上皮干细胞的胎儿化方法阐明了干细胞胎儿的分子机制，而干细胞胎儿在肠上皮肿瘤的形成中的重要性是为了阐明目的。今年，我们首先优化了用于培养肠道内皮细胞的合成水凝胶。结果，发现肠内皮细胞有效地粘合并在具有特定心脏电范围的凝胶上增殖。接下来，进行了RNA-seq的全面基因表达分析，表明在焦油 - 羟基凝胶培养物中，一般基因表达状况（胎儿）（胎儿）。此外，对表达波动基因的启动子分析被发现了许多改变遗传表达的转移控制因子的候选者。在这些因素中，YAP是河马途径的效应分子，还表明，过度展开通过合成水凝胶促进肠内内皮细胞的胎儿化。因此，合成水凝胶上的培养物被认为是通过激活肠内内皮细胞中的YAP来诱导胎儿化的。此外，在人类结肠癌细胞库存中，合成水凝胶的培养诱导了胎儿肠道特异性基因的表达。如上所述，今年，通过合成水凝胶对肠上皮细胞的肠道诱导方法进行了优化，并且在结直肠癌细胞中成功了胎儿化。此外，YAP被确定为参与胎儿化指导的分子，结果在下一个财政年度后进行了研究。