Study on the molecular basis that defines organ regenerative ability in an anuran amphibian (Xenopus laevis)

无尾两栖动物（非洲爪蟾）器官再生能力的分子基础研究

• 批准号: 20K21517
• 负责人: 久保 健雄
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21517/
• 关键词: アフリカツメガエル; 器官再生; 再生; FGF10; インターロイキン11; IL11受容体; 未分化増殖細胞; 器官再生能; 増殖細胞; 成体

アフリカツメガエル幼生は発生初期には高い後肢芽の再生能をもち、肢芽切断後、完全な後肢を再生する。しかし、発生の進行に伴い再生能は失われ、発生後期では肢芽切断後、再生指の数が減ったり、指や関節のない軟骨性のスパイクしか形成されない。これまでに、発生後期の切断後肢芽に線維芽細胞増殖因子10（FGF10）を投与すると再生能が改善することが報告されている。今年度は、発生の進行に伴い後肢芽の再生能が低下する原因を探るため、発生後期の切断肢芽にFGF10を投与し、FGF投与群と無処理群の後肢芽の単一細胞RNAシーケンス（scRNA-seq）を行い、遺伝子発現プロファイルが異なる細胞クラスターを探索した。昨年度までにFGF10投与は、既報の再生芽上皮（Apical epidermal cap; AEC）に加えて、特定の白血球分画や、線維芽細胞様細胞分画の発現遺伝子プロファイルに顕著な影響を与えることを見出している。今年度は、FGF10投与群の後肢芽は無処理群に比べ、より近位（proximal）な部位に対応する遺伝子発現プロファイルを示すこと、増殖状態にある筋衛星細胞の頻度が増加していることを見出し、これらの細胞の遺伝子発現プロファイルの変化が再生能改善に寄与することを示唆した〔Yanagi, Kato et al., Dev. Growth Differ. (2022)〕。さらに、ツメガエル幼生尾の組織幹細胞の性質を調べる目的で、哺乳類の組織幹細胞濃縮法〔Side population（SP）法〕をツメガエル幼生尾の再生芽に適用し、組織幹細胞の濃縮に利用できることを示した〔Kato et al., Dev. Growth Differ. （2022）〕。

During the early stage of juvenile development, the regeneration ability of hind limb bud is reduced, and after limb bud is cut off, the regeneration of hind limb is completely reduced. The regeneration energy is lost in the development process, the number of regeneration fingers is reduced after the limb bud is cut off in the late stage of development, and the cartilage of the finger joint is formed. This paper reports the improvement of regeneration ability after the injection of FGF10 in the post-amputation limb bud. This year, we explored the reasons for the low regeneration capacity of hindlimb buds during development, FGF10 administration, FGF administration, and single-cell RNA (scRNA-seq) administration of hindlimb buds during postnatal development, and the differences in cell regeneration among offspring. Last year, FGF10 was administered to the Apical epidermal cap (AEC), which was reported, and the effects of FGF 10 on the development of specific white blood cell and line-derived germ cell were observed. In this year, FGF10 was injected into the hind limb buds of the group without treatment, and the frequency of tendon satellite cells increased in the proximal part of the group.(Yanagi, Kato et al., Dev. Growth Differ. (2022)〕。Objective: To adjust the properties of embryonic stem cells. Objective: Mammalian tissue stem cell concentration (SP) method. Application of embryonic stem regeneration buds. Concentration and utilization of tissue stem cells. Kato et al., Dev. Growth Differ.（2022）〕。

项目成果

Cellular responses in the FGF10‐mediated improvement of hindlimb regenerative capacity in Xenopus laevis revealed by single‐cell transcriptomics

• DOI: 10.1111/dgd.12795
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Development
• 影响因子: 4.6
• 作者: N. Yanagi;Sumika Kato;T. Fukazawa;T. Kubo

Side population method is effective for tissue stem cell enrichment in Xenopus laevis tadpoles.

侧群法对于非洲爪蟾蝌蚪的组织干细胞富集是有效的。

• 发表时间: 2022
• 作者: Sumika Kato;Takeo Kubo;Taro Fukazawa
• 通讯作者: Taro Fukazawa

Effective enrichment of stem cells in regenerating Xenopus laevis tadpole tails using the side population method

• DOI: 10.1111/dgd.12797
• 发表时间: 2022-07-31
• 期刊: DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kato，Sumika;Kubo，Takeo;Fukazawa，Taro
• 通讯作者: Fukazawa，Taro

ツメガエル幼生尾再生に促進的に働く免疫細胞の同定

促进非洲爪蟾幼虫尾部再生的免疫细胞的鉴定

• 发表时间: 2020
• 作者: 出口 桃子;深澤 太郎;久保 健雄
• 通讯作者: 久保 健雄

アフリカツメガエル再生不応期の再生能低下に関わる分子機構の解析

爪蟾再生不应期再生能力下降的分子机制分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 張 優希;藤倉 崇紘;深澤 太郎;久保 健雄
• 通讯作者: 久保 健雄