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

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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）〕。