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早期哺乳动物发育过程中控制多能性和分化的机制的理解，重点关注信号通路和细胞周期调节因子。 2018年，即该项目的最后一年，与2017年一样，他留在联合研究伙伴英国剑桥大学的研究实验室，利用人类多能干细胞的体外实验系统进行研究。通过将诱导型敲低基因盒引入去年建立的双敲除人类ES细胞中，我们创建了一个细胞系，该细胞系同时删除了控制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性并不是必需的。尽管这一结果与最初的假设不同，但使用体外分化系统的进一步验证表明，感兴趣的基因家族在内胚层分化中发挥重要作用。有趣的是，删除这些基因仅影响细胞分化，而不影响多能性的维持。我们正在进行 RNA-seq 来预测靶基因参与分化为特定细胞谱系的机制。此外，通过使用基于shRNA的诱导敲低系统，我们成功建立了精确抑制信号通路组成因子的细胞系。我们正在进行将这些细胞系与综合分析相结合的分析。从上述内容中，我们获得了有趣的发现，揭示了早期人类胚胎多能状态的新方面，这是以前未知的。今后，我想以日本学术振兴会海外特聘研究员的身份进行同一个目的地的研究，并发表包含该研究成果的论文。

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;Ludovic Vallier
通讯作者：
Ludovic Vallier

University of Cambridge(United Kingdom)

剑桥大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

University of Cambridge(United Kingdom)

剑桥大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

同步人类多能干细胞的细胞周期而不影响其基本特性的方法

DOI：
10.1016/j.stemcr.2018.11.020
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
5.9
作者：
Loukia Yiangou; Rodrigo Gr;y; Carola Morell; Rute Tomaz; Anna Osnato; Juned Kadiwala; Daniele Muraro; Jose Garcia
通讯作者：
Jose Garcia

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

Jak1/Stat3 信号传导作为鸡前原肠胚胚胎多能性的正调节因子

DOI：
10.1016/j.ydbio.2016.11.001
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
2.7
作者：
Shota Nakanoh; Naoyuki Fuse; Ryosuke Tadokoro; Yoshiko Takahashi;Kiyokazu Agata
通讯作者：
Kiyokazu Agata