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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们使用一组已暂时悬浮在各个阶段的细胞（暂停的IPS细胞），并根据基因表达分析（例如RNA-seq）分析了重编程的机理。先前的研究发现，OSR2会影响转录调节因子的重编程效率，这些调节器的表达在重编程的早期阶段降低。今年，我们进一步对OSR2进行了功能分析，以阐明其分子机制。首先，发现由于细胞形态特征和基因表达的变化，NMUMG细胞中OSR2的过表达导致上皮间质转变（EMT）。目前，发现抑制转化的生长因子-β（TGF-β）信号系统消除了EMT，并且OSR2通过诱导TGF-β信号系统引起EMT。此外，RNA-seq和基因本体分析表明，在Nmumg细胞中诱导EMT之前，细胞增殖暂时增加。在重新编程过程中，OSR2的过表达保持OSR2表达不会降低TGF-β信号传导和降低重编程效率。在这里，即使抑制剂抑制了TGF-β信号系统，重编程的效率也无法完全返回。当使用RNA-Seq分析此现象时，发现这是因为未观察到Wnt信号系统的激活。从上面的结果中可以看出，1）OSR2通过诱导TGF-β信号系统引起EMT，而2）OSR2表达的降低不仅抑制了TGF-β信号传导系统，还激活了Wnt信号系统。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hamzah M;Nishimura K;Hisatake K
通讯作者：
Hisatake K

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

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