ｉＰＳ　細胞の初期化誘導過程における間葉上皮転換の誘導レベルの定義化と機能解析

iPS细胞重编程诱导过程中间充质-上皮转化诱导水平的定义和功能分析

• 批准号: 18J14431
• 负责人: 香川 晴信
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14431/
• 关键词: 初期化過程における一過性遺伝子発現の機能解明

iPS 細胞への初期化誘導因子の一つである KLF4 の発現が高い誘導法では、途中段階において一過性の間葉上皮転換（MET）が観察され、高効率な初期化が誘導される。しかし、これまでに一過性 MET 遺伝子の機能や高効率な初期化誘導の機構については解明されていなかった。本研究ではまず初めに、一過性 MET 遺伝子の誘導を制御する因子を探索するために一過性 MET 誘導の指標となる細胞表面マーカー Tacstd2 を用いて遺伝子ノックダウンスクリーニングを行った。この時、公開されている KLF4 のクロマチン免疫沈降シーケンスのデータをもとに一過性 MET 誘導の制御因子の候補を絞り込んだ。CRISPR/Cas9 システムを用いた遺伝子ノックダウンスクリーニングの結果、OVOL1 を抑制した時にだけ Tacstd2 の発現量が減少した。さらに、OVOL1 の発現抑制によって Tacstd2 以外の一過性 MET 遺伝子の発現も減少していたことから一過性 MET 誘導に重要な制御転写因子として OVOL1 を同定した。また、KLF4 の発現量が高い初期化誘導過程において OVOL1 を抑制した場合には初期化効率が減少した。これは OVOL1 の発現抑制によって初期化に失敗した細胞の増殖が亢進することが原因であった。これらの結果から KLF4 の発現量が高い初期化誘導方法では不完全な初期化細胞の増殖が OVOL1 によって抑制されることで結果的に高効率な初期化が誘導されることが明らかになった。以上の研究は iPS 細胞への初期化過程における新規細胞表面マーカー Tacstd2 を同定すると共に、iPS 細胞の初期化過程における一過性遺伝子発現の変化が初期化効率に与える影響を明らかにした。

The induction of KLF4 in iPS cells was detected by high induction method, transient mesenchymal epithelial turnover (MET) in middle stage and high induction rate. The function and high efficiency of the transient MET gene are clearly explained in the initial induction mechanism. In this study, we explored the factors that control the induction of transient MET gene and the indicators of transient MET induction on the cell surface. In this case, KLF4 was released as a candidate for transient MET induction. CRISPR/Cas9 is used to reduce the occurrence of Tacstd2 when OVOL1 is suppressed. In addition, OVOL1 expression inhibition factor and OVOL1 expression inhibition factor are also determined by transient MET gene expression reduction factor and transient MET induction factor. The occurrence of KLF4 is higher in the initialization induction process, and the occurrence of OVOL1 is lower in the initialization efficiency. This is the reason why OVOL1 fails to reproduce. The results show that the amount of KLF4 produced by the method of initialization is high, and the rate of initialization induced by the method of incomplete initialization of cells is high. The above studies are aimed at clarifying the effects of changes in the initial rate of iPS cells and changes in the transient gene development during the initial process of iPS cells.

项目成果

OVOL1 は iPS 細胞初期化過程における中間体の細胞運命決定と増殖を制御する

OVOL1 在 iPS 细胞重编程过程中控制中间细胞命运决定和增殖

• 发表时间: 2019
• 作者: 香川晴信、Shimamoto R;Kim S-I;Oceguera-Yanez F;山本拓也、 Schroeder T;and Woltjen K
• 通讯作者: and Woltjen K

OVOL1 puts the brakes on partial reprogramming

OVOL1 阻止部分重编程

転写因子OVOL1が部分初期化細胞の増殖を抑制することを発見

转录因子 OVOL1 的发现可抑制部分重编程细胞的增殖

ETH Zurich(スイス)

苏黎世联邦理工学院（瑞士）

OVOL1 Influences the Determination and Expansion of iPSC Reprogramming Intermediates

• DOI: 10.1016/j.stemcr.2018.12.008
• 发表时间: 2019-02-12
• 期刊: STEM CELL REPORTS
• 影响因子: 5.9
• 作者: Kagawa, Harunobu;Shimamoto, Ren;Woltjen, Knut
• 通讯作者: Woltjen, Knut