両生類の高い器官再生能に寄与する組織幹細胞の同定とその再生時活性化機構の解析

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アフリカツメガエルの幼生は尾が切断されても１週間程度で脊索・脊髄・筋肉などの組織を含む完全な尾を再生することができる。ツメガエル幼生尾再生は組織の脱分化や分化転換が観察されないことから、各組織に存在する幹細胞由来の未分化細胞が産生・集合して再生芽を形成し、それぞれが由来する組織の細胞に分化して新たな尾（再生尾）が形成されると考えられている。しかしツメガエルにおいては殆どの組織で幹細胞マーカー遺伝子が同定されておらず、組織幹細胞の挙動を直接的に調べるのが難しいため、各組織幹細胞を活性化する分子機構や未分化細胞を経て分化組織が形成される細胞系譜は不明である。本研究は、ツメガエル幼生尾の再生組織を構成する分化細胞の由来となる各組織幹細胞と、それらが再生組織中の分化細胞に至る前駆細胞系列をsingle cell RNA-Seq（scRNA-Seq）解析を用いて同定することを目指している。当該年度では、組織中に微量に存在すると考えられる幹細胞をscRNA-Seqで解析するために、まず複数種で有効性が示されている幹細胞純化法のside population法をツメガエルに適用して幼生再生芽の組織幹細胞の濃縮を試みた。side population法は組織幹細胞が一般に高い薬剤排出能を持つことを利用し、DNA結合色素Hoechst 33342に対して低染色性となる分画（side population; SP）を分取することで組織幹細胞が濃縮された細胞集団を得る手法であり、ツメガエル幼生尾・再生芽においてもSP分画が検出された。次に分取したSP分画を用いてscRNA-Seqを実施し、先行研究の幹細胞非濃縮幼生尾scRNA-Seqデータと統合して解析を行った結果、SP分画において筋衛星細胞や神経前駆細胞の濃縮が確認されたことから、SP分画には他にも未知の組織幹細胞が含まれると考えている。