上皮形態形成における組織形状と細胞分化の調和機構の解明

阐明上皮形态发生中组织形状与细胞分化的协调机制

• 批准号: 20H03258
• 负责人: 近藤 武史
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03258/
• 关键词: 上皮形態形成; 細胞運命決定; 形態形成フィードバック; 1細胞RNA-seq; イメージング

機能的な器官の構築には、適切な細胞分化と秩序立った形態形成の両者の調和が必要である。本研究では、ショウジョウバエ気管形成をモデルとして、ライブイメージングや１細胞RNA-seqの手法を駆使してその調和メカニズムを明らかにすることを目的としている。前年度までに、時系列1細胞RNA-seqによる気管細胞分化ダイナミクスの解析を進め、気管の複数の分岐のうち、最も表皮に近い場所に位置するSpiracle branch (SB)が、他の気管細胞とは異なるタイミングとメカニズムで分化すること、このSB細胞の分化過程では気管マーカー遺伝子と表皮マーカー遺伝子の発現がダイナミックに変動することが示唆された。当該年度ではこの結果を検証するために、Llama-tagシステムを用いて表皮マーカー遺伝子(ab遺伝子)のタンパク質発現のダイナミクスをライブイメージングにより解析するための実験系を構築した。そして、Abは原基周辺で発現がみられるようになり、その一部が気管陥入の終盤に内部へと陥入しSB細胞を構成することが明らかになった。これは1細胞RNA-seqから推定された遺伝子発現・細胞分化ダイナミクスと一致するものである。また、SB細胞マーカー遺伝子(ct遺伝子)のLlama-tagイメージング系も構築し、SB細胞への分化は陥入後に誘導されることも明らかになった。さらに、陥入に異常を示す変異体におけるtrh遺伝子の発現ダイナミクスの解析も進め、コントロール胚と同様にTrhタンパク質は原基で発現したものが陥入した気管でのみ維持され、陥入せずに表皮に留まった細胞では徐々に消失してくことが明らかになった。

The construction of functional な organs <s:1> に, the establishment of appropriate な cell differentiation と order and the formation of った morphology <s:1> are in harmony and が necessity である. This study で は, シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ 気 tube forming を モ デ ル と し て, ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ や 1 cell RNA - seq の gimmick を 駆 make し て そ の harmonic メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. Before the annual ま で に, when the series 1 cell RNA - seq に よ る 気 tube cell differentiation ダ イ ナ ミ ク ス の parsing を into め, 気 の plural の branching の う ち, most も epidermis に い nearly place に position す る Spiracle branch (SB) が, he の 気 tube cell と は different な る タ イ ミ ン グ と メ カ ニ ズ ム で す differentiation る こ と, こ の の SB cell differentiation process で は 気 tube マ ー カ ー heritage 伝 son と epidermis マ ー カ ー heritage 伝 son の 発 now が ダ イ ナ ミ ッ ク に - move す る こ と が in stopping さ れ た. Results when the annual で は こ の を 検 card す る た め に, Llama - tag シ ス テ ム を with い て epidermis マ ー カ ー heritage 伝 child (ab heritage 伝) の タ ン パ ク qualitative 発 is の ダ イ ナ ミ ク ス を ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ に よ り parsing す る た め の be 験 department を build し た. そ し て, Ab は primordium weeks 辺 で 発 now が み ら れ る よ う に な り, そ の a が 気 pipe 陥 の endgame に internal へ と 陥 into し SB cells を す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ は 1 cell RNA - seq か ら presumption さ れ た posthumous son 伝 発 now, cell differentiation ダ イ ナ ミ ク ス と consistent す る も の で あ る. ま た, SB cells マ ー カ ー heritage 伝 child (ct heritage 伝) の Llama - tag イ メ ー ジ ン グ も build し, SB cells へ の differentiation は 陥 に after the induction さ れ る こ と も Ming ら か に な っ た. さ ら に, abnormal 陥 into に を す - variant に お け る TRH posthumous son 伝 の 発 now ダ イ ナ ミ ク ス の parsing も め, コ ン ト ロ ー ル embryo と with others に TRH タ ン パ ク qualitative は primordium で 発 now し た も の が 陥 into し た 気 tube で の み maintain さ れ, 陥 せ ず に epidermis に leave ま っ た cells で は xu 々 に disappear し て く こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Harmonization of three-dimensional epithelial structure and cell differentiation by morphogenetic feedback

通过形态发生反馈协调三维上皮结构和细胞分化

• 发表时间: 2020
• 作者: 水沼 諒;小田島 圭;三和 空知;潘 東青;瀧川 紘;中津 亨;高須 清誠;加藤 博章;Takefumi Kondo
• 通讯作者: Takefumi Kondo