Mechanistic analysis of somatic cell reprogramming using paused iPSCs

使用暂停的 iPSC 进行体细胞重编程的机制分析

• 批准号: 21H02678
• 负责人: 久武 幸司
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02678/
• 关键词: iPS細胞; リプログラミング; 転写制御; クロマチン; Klf4; 転写因子; サイレンシング; E2F; 間葉上皮転換; XCR; RNA-seq; Xist

本研究では，様々な段階でリプログラミングを一時停止させた細胞群（Paused iPS細胞）を利用し，RNA-seqなどの遺伝子発現解析を基に，リプログラミングのメカニズムを解析する。これまでの研究から，リプログラミング初期に発現が減少する転写調節因子の中で，Osr2がリプログラミング効率に影響することを見出していた。今年度は，その分子メカニズムを明らかにするために，Osr2の機能的解析をさらに進めた。まず，NMuMG細胞でOsr2を過剰発現させると，この細胞の形態学的な特徴及び遺伝子発現の変化から，上皮間葉転換（EMT）が起こることが分かった。この際に,トランスフォーミング成長因子-β（TGF-β）シグナル伝達系を抑制するとEMTが消失することより，Osr2がTGF-βシグナル伝達系の誘導を介してEMTを引き起こすことが分かった。さらに，RNA-seqとGene Ontology解析から，NMuMG細胞でEMTが誘導される前には，細胞増殖が一時的に亢進することを見出した。リプログラミング中にOsr2を過剰発現させて，Osr2発現を維持させると，TGF-βのシグナル伝達が低下せずに，リプログラミングの効率も低下した。ここで，阻害剤によってTGF-βシグナル伝達系を抑制しても，リプログラミングの効率は完全には戻らなかった。この現象をRNA-seqで解析すると，Wntシグナル伝達系の活性化が見られないためであることを見出した。以上の結果から，1）Osr2がTGF-βシグナル伝達系の誘導を介してEMTを引き起こすこと，2）リプログラミング過程において，Osr2の発現減少はTGF-βシグナル伝達系を抑制するだけでなく，Wntシグナル伝達系を活性化することを明らかにした。

In this study, we analyzed the gene expression of RNA-seq in Paused iPS cells based on the analysis of gene expression in Paused iPS cells. This study shows that Osr2 plays an important role in the early stage of growth and reduces the growth rate of plants. This year, the molecular structure of Osr2 is analyzed. In addition, Osr2 gene expression in NMuMG cells was detected by PCR, and the morphological characteristics and gene expression of NMuMG cells were characterized by the change of epithelial mesenchymal transition (EMT). In this context, OSR2 can induce growth factor-β (TGF-β) expression in the EMT system by inhibiting the expression of TGF-β. In addition, RNA-seq and Gene Ontology analysis revealed that EMT was induced in NMuMG cells prior to cell proliferation. Osr2 over-expression was observed in the middle of the cell cycle, while Osr2 over-expression was maintained until the end of the cycle. TGF-β over-expression was observed in the middle of the cell cycle, and the cell cycle efficiency was reduced. This is because of the inhibition of TGF-β in the immune system and the complete inhibition of the immune system. The phenomenon of RNA-seq analysis, Wnt, Wnt These results include: 1) the induction of TGF-β in Osr2 and the initiation of EMT; 2) the inhibition of TGF-β in Osr2 and the activation of Wnt in Osr2 during the degradation process.

项目成果

iPS細胞誘導過程において二相性の機能を有するE2F4の解析

E2F4 的分析，其在 iPS 细胞诱导过程中具有双相功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 西村 健;岸本 拓実;久武 幸司
• 通讯作者: 久武 幸司

Dual function of E2F4 on iPSC generation

E2F4 对 iPSC 生成的双重功能

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishimura Ken;Kishimoto Takumi;Hisatake Koji
• 通讯作者: Hisatake Koji

Mechanistic analysis of pluripotency acquisition by using paused iPSCs

使用暂停的 iPSC 获得多能性的机制分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Hamzah M;Nishimura K;Hisatake K
• 通讯作者: Hisatake K

Downregulation of Odd-Skipped Related 2, a Novel Regulator of Epithelial-Mesenchymal Transition, Enables Efficient Somatic Cell Reprogramming

• DOI: 10.1093/stmcls/sxac012
• 发表时间: 2022-02-25
• 期刊: STEM CELLS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Nishimura，Ken;Hisatake，Koji
• 通讯作者: Hisatake，Koji

Utilization of a novel Sendai virus vector in ex vivo gene therapy for hemophilia A

新型仙台病毒载体在甲型血友病离体基因治疗中的应用

• DOI: 10.1007/s12185-020-03059-6
• 发表时间: 2021
• 期刊: International Journal of Hematology
• 影响因子: 2.1
• 作者: Yamaki Yuni;Fukushima Takashi;Yoshida Naomi;Nishimura Ken;Fukuda Aya;Hisatake Koji;Aso Masayuki;Sakasai Tomoki;Kijima-Tanaka Junko;Miwa Yoshihiro;Nakanishi Mahito;Sumazaki Ryo;Takada Hidetoshi
• 通讯作者: Takada Hidetoshi