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

促进两栖类器官高再生能力的组织干细胞的鉴定及其再生过程中的激活机制分析

• 批准号: 22KJ1051
• 负责人: 加藤 寿美香
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1051/
• 关键词: 再生; アフリカツメガエル; 組織幹細胞

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。

ア フ リ カ ツ メ ガ エ ル の larval は tail が cut さ れ て も degree between 1 week で notochord, spinal marrow, brawn な ど の を contain む tissue completely な tail を regeneration す る こ と が で き る. ツ メ ガ エ ル larval tail regeneration は organization の dedifferentiation や differentiated planning in が 観 examine さ れ な い こ と か ら, organizations exist に す る stem cell origin が の undifferentiated cells produce · collection し て regeneration bud を し, そ れ ぞ れ が origin す る organization の cells に し て new た な tail (regeneration tail) が form さ れ る と exam え ら れ て い る. し か し ツ メ ガ エ ル に お い て は perilous ど の stem cells で マ ー カ ー posthumous son 伝 が with fixed さ れ て お ら ず, tissue stem cells の 挙 motion を direct に べ る の が difficult し い た め を activeness, each organization stem cells す る molecules institutions や undifferentiated cells を 経 て differentiation が forms さ れ る cells pedigree は unknown で あ る. は, this study ツ メ ガ エ ル larval tail の regenerative tissue を す る differentiated cells の origin と な る と tissue stem cells, そ れ ら が に の differentiated cells in tissue regeneration to る 駆 cells before the series を single cell RNA - Seq (scRNA - Seq) parsing を with い て with fixed す る こ と を refers し て い る. When the annual で は, organization there are trace に に す る と exam え ら れ る stem cells を scRNA - Seq で parsing す る た め に, ま ず plural kinds of で have sharper sex が shown さ れ て い る stem cell purification method の side population method を ツ メ ガ エ ル に applicable し て larval regeneration bud の tissue stem cells の enrichment を try み た. The side population method tissue stem cells が generally に high drug excretion ability を sustained <s:1> とを とを using <s:1> and DNA-binding pigment Hoechst 33342に for て て low staining となる subdivision (side population; SP) を divide す る こ と で tissue stem cells が enrichment さ れ た cells sets 団 を have る gimmick で あ り, ツ メ ガ エ ル larval tail, regeneration bud に お い て も SP points draw が 検 out さ れ た. Time に divide し た SP points を used い て scRNA - Seq を be し, leading research の stem cell not-from-concentrate larval tail scRNA - Seq デ ー タ と integration し analytical line を っ て た results, SP points に お い て muscle satellite cells before や god 経 駆 の enrichment が confirm さ れ た こ と か ら, SP points に は he に も unknown が の tissue stem cells Including まれると test えて る る.

项目成果

Cellular responses in the FGF10‐mediated improvement of hindlimb regenerative capacity in Xenopus laevis revealed by single‐cell transcriptomics

• DOI: 10.1111/dgd.12795
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Development
• 影响因子: 4.6
• 作者: N. Yanagi;Sumika Kato;T. Fukazawa;T. Kubo

Effective enrichment of stem cells in regenerating Xenopus laevis tadpole tails using the side population method

• DOI: 10.1111/dgd.12797
• 发表时间: 2022-07-31
• 期刊: DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kato，Sumika;Kubo，Takeo;Fukazawa，Taro
• 通讯作者: Fukazawa，Taro

ツメガエル幼生尾再生におけるシングルセル-RNA解析を用いた組織幹細胞・前駆細胞系列の推定

使用单细胞 RNA 分析评估非洲爪蟾幼虫尾部再生中的组织干细胞/祖细胞谱系

• 发表时间: 2023
• 作者: 加藤寿美香;久保健雄;深澤太郎
• 通讯作者: 深澤太郎

Side population method is effective for tissue stem cell enrichments in Xenopus laevis tadpoles

侧群法可有效富集非洲爪蟾蝌蚪的组织干细胞

• 发表时间: 2022
• 作者: Sumika Kato;Takeo Kubo;Taro Fukazawa
• 通讯作者: Taro Fukazawa