非破壊的に生細胞のトランスクリプトームの経時変化を追跡する技術の開発

开发非破坏性追踪活细胞转录组随时间变化的技术

• 批准号: 22K19275
• 负责人: 大川 恭行
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19275/
• 关键词: トランスクリプトーム; ライブセル; 系譜追跡技術

個体の表現型は、発生、分化により成立し、老化や死に至る崩壊までダイナミックに変化する。トランスクリプトーム解析は、変化する表現型解析において最も状態を反映する情報としてこれまで汎用されてきた。一方で、現在のトランスクリプトーム解析は、細胞を破壊しRNAを抽出する必要があるため、同一の細胞の変化を追跡することはできない。すなわち、トランスクリプトームに基づく表現型の変化は集団を用いた統計的な推測であり、実追跡に基づいた解析はほとんどなされていない。そこで、本研究では、細胞が分泌するエクソソームに含まれる微量なRNAと内在性のRNAが相関する独自の先行知見に基づき、生細胞の非破壊的RNAseq法を開発を進めた。培養細胞C2C12マウス筋芽細胞は5日間の分化刺激条件の下、形態的およびトランスクリプトーム変化を経て分化する。既に蓄積している本細胞を用いた多くのトランスクリプトーム解析データを活かして、ライブセルRNAseq法の樹立を進めた。細胞の分化刺激後、培養上清からエクソソーム分画を回収し、分画ごとのRNAseqを行った。RNAseqは全RNAを解析するtotal RNAseq法で行い、内在性のRNAを用いたRNAseqデータと比較し、相関性を検証した。またC2C12細胞以外にマウスES細胞、K562細胞を用いて多角的な検証を行った。更に、単一細胞レベルでのライブセルRNAseq法の開発を進めた。C2C12マウス筋芽細胞をモデルとして開発を行い、エクソソームを個別に解析する技術開発の原理実証に成功した。細胞一つ当たり1000個のエクソソームが分泌されるため、10xとした単一細胞トランスクリプトーム解析プラットフォームでは単一エクソソーム解析は不可能である。そこで、空間オミクス技術の着想より網羅的な解析法を確立した。現在論文投稿準備中である。

Individual の phenotype は, 発 birth, differentiation に よ り し, aging や に to death る collapse 壊 ま で ダ イ ナ ミ ッ ク に variations change す る. ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing は, - す る phenotype parsing に お い て best も を reflect す る intelligence と し て こ れ ま で domestic さ れ て き た. Party で, now の ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing は, cell を 壊 し RNA を spare す る necessary が あ る た め, same の cell の variations change を tracing す る こ と は で き な い. す な わ ち, ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム に base づ く phenotype の variations change は set 団 を with い た statistics な speculation で あ り, be tracing に base づ い た parsing は ほ と ん ど な さ れ て い な い. そ こ で, this study で す は, cell が secretion る エ ク ソ ソ ー ム に containing ま れ る trace な RNA と internality の RNA が phase masato す る の first knowledge alone に base づ き, living cells の not broken 壊 RNAseq を open 発 を into め た. Culture cell C2C12 マ ウ ス reinforcement bud cells は 5 day の stimulus, form under conditions の お よ び ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム variations change を 経 て differentiation す る. Both に accumulation し て い る this cell を い た more く の ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing デ ー タ を live か し て, ラ イ ブ セ ル RNAseq method の set を into め た. After the stimulation of cell <s:1> differentiation, the culture supernatant らエ らエ ソソ ム ム ム is subdivided into を for reproducing <s:1> and ごと <s:1> RNAseqを lines った. RNAseq は all RNA を parsing す る total RNAseq method で line を use い い, internality の RNA た RNAseq デ ー タ と compare し, phase masato を 検 card し た. For cells other than またC2C12, に に ウスES cells and K562 cells を should be lined with な検 certificates of な検 て polygonate を and った. Further に, 単 one-cell レベ で で で ラ ブセ ブセ ブセ RNAseq method <e:1> developed を into めた. C2C12 マ ウ ス reinforcement bud cells を モ デ ル と し て open 発 を い, エ ク ソ ソ ー ム を individual に parsing す る technology open 発 の principle be card に successful し た. 1000 cells a つ when た り の エ ク ソ ソ ー ム が secretion さ れ る た め, 10 x と し た 単 a cell ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing プ ラ ッ ト フ ォ ー ム で は 単 a エ ク ソ ソ ー ム parsing は impossible で あ る. Youdaoplaceholder0 で で, spatial そ ス ス technology を the な analytical method of よ and よ snares を establishes た た. The submission of the paper is now in preparation である.

项目成果

Single-cell multi-targeted chromatin integration labeling technology for understanding chromatin dynamics

用于了解染色质动力学的单细胞多靶点染色质整合标记技术

• 发表时间: 2022
• 作者: Reiko Tajiri;Haruhiko Fujiwara;Tetsuya Kojima;Yasuyuki Ohkawa
• 通讯作者: Yasuyuki Ohkawa

データから変化を取り出す新たな単一細胞解析技術

从数据中提取变化的新单细胞分析技术

• 发表时间: 2022
• 作者: 森下 史;山口 暢俊;伊藤 寿朗;大川恭行
• 通讯作者: 大川恭行

Senescence atlas reveals an aged-like inflamed niche that blunts muscle regeneration.

• DOI: 10.1038/s41586-022-05535-x
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Moiseeva, Victoria;Cisneros, Andres;Sica, Valentina;Deryagin, Oleg;Lai, Yiwei;Jung, Sascha;Andres, Eva;An, Juan;Segales, Jessica;Ortet, Laura;Lukesova, Vera;Volpe, Giacomo;Benguria, Alberto;Dopazo, Ana;Aznar-Benitah, Salvador;Urano, Yasuteru;del Sol, Antonio;Esteban, Miguel A.;Ohkawa, Yasuyuki;Serrano, Antonio L.;Perdiguero, Eusebio;Munoz-Canoves, Pura
• 通讯作者: Munoz-Canoves, Pura

高深度解析による全ゲノムレベルの単一細胞オミクスへの挑戦

通过深度分析在全基因组水平上挑战单细胞组学

• 发表时间: 2022
• 作者: Shigeomi Shimizu;大川恭行
• 通讯作者: 大川恭行

トランスクリプトミクスで迫る細胞分化能

通过转录组学研究细胞分化能力

• 发表时间: 2022
• 作者: 大川恭行