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。

This study で は, others 々 な Duan Jie で リ プ ロ グ ラ ミ ン グ を temporarily stop さ せ た cells (Paused iPS cells) use し を, RNA - seq な ど の heritage 伝 発 analytical を に, now son リ プ ロ グ ラ ミ ン グ の メ カ ニ ズ ム を parsing す る. こ れ ま で の research か ら, リ プ ロ グ ラ ミ ン グ early に 発 が now reduce す る planning adjustment factor in の で, Osr2 が リ プ ロ グ ラ ミ ン グ に sharper rate affect す る こ と を shows し て い た. This year, the メカニズムを, そ, <s:1> molecules メカニズムを have clarified ら, にするために, and the analysis of the Osr2 <s:1> function has advanced をさらに to めた. ま ず NMuMG cell で Osr2 を before turning 発 now さ せ る と, こ の の cell morphology of な 徴 and び survived 伝 son 発 の now - the か ら, epithelial mesenchymal planning in (EMT) が こ る こ と が points か っ た. こ の interstate に, ト ラ ン ス フ ォ ー ミ ン グ growth factor beta (TGF - beta) - シ グ ナ ル 伝 da system を inhibit す る と EMT が disappear す る こ と よ り, Osr2 が TGF - beta シ グ ナ ル 伝 da is の induced を interface し て EMT を lead き up こ す こ と が points か っ た. さ ら に, RNA - seq と Gene Ontology parsing か ら, NMuMG cells で EMT が induced さ れ る before に は, cells raised colonization が a temporary に hyperthyroidism す る こ と を shows し た. In リ プ ロ グ ラ ミ ン グ に Osr2 を through turning 発 now さ せ て, Osr2 発 を now maintain さ せ る と, TGF - beta の シ グ ナ ル 伝 of low が せ ず に, リ プ ロ グ ラ ミ ン グ の sharper rate low も し た. こ こ で, resistance against に よ っ て TGF - beta シ グ ナ ル 伝 da system を inhibit し て も, リ プ ロ グ ラ ミ ン グ の sharper rate は completely に は 戻 ら な か っ た. こ の phenomenon を RNA - seq で parsing す る と, Wnt シ グ ナ ル 伝 da is の activeness が see ら れ な い た め で あ る こ と を shows し た. の above results か ら, 1) Osr2 が TGF - beta シ グ ナ ル 伝 da is の induced を interface し て EMT を lead き up こ す こ と, 2) リ プ ロ グ ラ ミ ン グ process に お い て, Osr2 の 発 now reduce は TGF - beta シ グ ナ ル 伝 da system を inhibit す る だ け で な く, Wntシグナ 伝 伝 dari を activated する に とを Ming ら に に た た.

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