Study on molecular mechanisms of blastema formation and organ regeneration in a whole-body regeneration model of sea cucumber, Apostichopus japonicus.

海参全身再生模型胚基形成和器官再生的分子机制研究

基本信息

批准号：
21K05378
负责人：
鳥山優
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

器官再生の能力は動物種や対象とする器官によって大きく異なる。ヒト再生医療を考えた際，器官レベルでの再生はまだ困難を極めており，こうした技術を今後確立していくためには，器官再生現象に関わるさらなる基礎的知識の積み上げが必要である。本研究は，再生能力の高いマナマコを研究材料とし，我々が確立した「内臓放出-横切断からの全身再生系」を用いて，内臓や失われたマナマコ前方の主要器官の再生機構を明らかにしようとするものである。その際，特に横切断面に形成される器官形成の起点となる「再生芽」に着目し，そこで発現変動する遺伝子や器官再生に関わる細胞の動態を明らかにすることを，本研究プロジェクトを通しての目的としている。2022年度は，「実験項目2. 網羅的遺伝子発現解析」の一環として，再生過程で発現変動する遺伝子(DEG)のうち「発現上昇する遺伝子」のいくつかに着目し，それらの発現をin situハイブリダイゼーション法を用いて組織・細胞レベルにて詳細に解析を行なった。その際，前年度に同定した細胞分化マーカー・幹細胞マーカー遺伝子の発現と共に解析することで，「実験項目3. 候補遺伝子発現細胞の特定」を試みた。その結果，再生過程の一時期に，やや大型の細胞が神経組織等から出現し，再生芽へと遊走していると見られる組織像が得られ，それら細胞は未分化性の維持に関わる転写因子や，様々な成体幹細胞で発現する細胞膜タンパク質を発現していることが明らかになった。また，再生芽部ではこれら細胞集団から内胚葉マーカーを発現する細胞が出現すると見られる組織像も観察された。以上，本研究期間には，マナマコの器官再生に関わる新規幹細胞様細胞を同定し，この器官再生系では細胞の脱分化・遊走・分化転換が広く関与する可能性を示すことができた。これは，器官再生機構を考える上での，基礎的・本質的な知見を広げる成果となった。

再生器官的能力取决于动物物种和感兴趣的器官。在考虑人类再生医学时，在器官水平上的再生仍然非常困难，并且为了建立此类技术，有必要建立与器官再生现象相关的进一步基本知识。这项研究使用高度再生的海参作为研究材料，并使用“内部器官内部释放式切割中的全身再生系统”，我们已经建立了这些材料，以阐明内部器官前机构内脏器官的再生机制和损失的海瓜。在这项研究中，该研究项目的目的是专注于在横切表面形成的器官形成的“再生芽”，并阐明在那里表达的基因的动力学和与器官再生有关的细胞。在2022年，作为“实验项目2。综合基因表达分析”的一部分，我们专注于在再生过程中波动的一些基因（DEGS），并使用原位杂交方法在组织和细胞水平上详细分析了它们的表达。目前，我们试图通过分析上一年确定的细胞分化标记和干细胞标记基因的表达来“实验第3项：识别表达候选基因的细胞”。结果，获得了组织学图像，其中在复兴期间出现在神经组织中，并迁移到再生芽中。这些细胞表达了涉及维持未分化的转录因子，以及在各种成年干细胞中表达的细胞膜蛋白。另外，观察到组织学图像，其中在再生芽中这些细胞群中出现了表达内胚层标记的细胞。在本研究期间，我们确定了与海参中器官再生有关的新型干细胞样细胞，并表明了细胞去分化，迁移和转分化的可能性可能广泛参与该器官再生系统。这是考虑器官再生机制时扩大基本和基本知识的结果。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マナマコの消化管再生過程における前後軸パターニングと領域化の解析

Manamako胃肠再生过程中前后轴模式和区域化分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Moriya;S.;Yonezu;M.;Kondo;Y.;Demizu;Y.;Kurihara;M.;Kittaka;A.;Sugiyama;T.;備瀬政晃，門岡千尋，平大輔，田中大，岡拓二;河田大輔・木戸卓幸・大島健司・灘野大太;片倉啓雄;高岡菜月，道羅英夫，鳥山優，小池亨
通讯作者：
高岡菜月，道羅英夫，鳥山優，小池亨

「静岡大学ふじのくに海洋生物化学研究所」

“静冈大学藤之国海洋生物化学研究所”