Investigation of stem cell niche in developing ruminal epithelial tissue

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ウシの反芻胃（ルーメン）は離乳期をさかいに急速に発達するが、その細胞的・分子的な機序には不明な点が多い。本研究ではルーメン上皮基底層に局在する増殖細胞が、ルーメン組織の発達に直接的に関与すると考え、その増殖や分化を制御する組織内の微小環境（ニッチ）の存在を仮定して、その解明を目指した。本年度はレーザーマイクロダイセクション（LMD）により顕微分取した離乳後個体のルーメン基底細胞および上層細胞について、mRNA-seqによりトランスクリプトーム解析を行い、基底細胞の機能的特徴を把握すると同時に、それを調節するシグナル経路を検討した。前年度の行ったLMDではRNAが分解されていたが、組織切片の染色方法やRNase阻害剤の見直しにより、質・量ともにmRNA-seqが可能なRNAを抽出することが可能となった。mRNA-seqの結果から、基底細胞では細胞周期関連遺伝子の発現が高く、盛んな細胞増殖が起きていることが裏付けられた。基底細胞では細胞外マトリックスに関連する遺伝子が濃縮されており、特に細胞増殖をサポートするラミニン-インテグリン経路が検出された。免疫染色によりこれらの一部は基底細胞に局在することが確認された。また、上層細胞においては上皮の角質化に関与するTGFbが高発現しており、角質層形成への関与が示唆された。前年度の研究結果から、ルーメン上皮細胞の増殖を制御するニッチ因子としてラミニンや各種の成長因子が示唆されていたが、本年度のトランスクリプトーム解析によりそれが裏付けられた。次年度は培養ルーメン上皮細胞を用いて、これらのニッチ候補分子の直接的な生理作用を明らかにすることを目指す。