DNAメチル化を基盤としたヒト心筋細胞発生分化機構の制御に関する研究

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本研究の目的は、心筋細胞分化の阻害となるヒトiPS細胞内分子ネットワークの同定とその制御を通して、心筋発生分化の理解の深化を目指すことである。ヒト心筋発生を研究する上でiPS細胞は有用なツールであるが、一方でヒトiPS細胞は変化を受けやすい特性を持ち、同一細胞株にもかかわらず異なる施設間で特性が変化する事例は多く報告されている。それ故ヒトiPS細胞の分化指向性を解析し、その制御に関する研究は重要な課題である。心筋細胞への分化効率の異なるiPS細胞株を多数解析し、心筋細胞分化効率に影響を及ぼす分子ネットワークを同定することは、多分化能の維持機構のみならず、心筋発生の分子機序を解明することになる。本研究では、多数の未分化ヒトiPS細胞から得られる網羅的DNAメチル化データ、遺伝子発現データとAI技術の一つである機械学習を組み合わせ、未分化状態のヒiPS細胞のデータから心筋細胞への分化効率を予測する学習モデルを構築し、さらに学習モデルの要素解析から心筋細胞分化の阻害となるヒトiPS細胞内分子ネットワークの同定と多分化能の維持機構の解析を進めている。本研究を遂行するためには、クオリティーの高い良質な網羅的データを取得することが重要であり、昨年度までに未分化状態時のヒトiPS細胞３５株から網羅的DNAメチル化情報の取得が完了した。さらに同一サンブルにおける心筋細胞分化誘導を行い、各株の分化効率実測値データの取得を行った。これらのデータを基に心筋細胞分化の阻害となるヒトiPS細胞内分子ネットワークの同定と多分化能の維持機構の解析が進行中である。