へパラン硫酸の糖鎖構造：iPS細胞分化シグナルの選択的制御

硫酸乙酰肝素的聚糖结构：iPS 细胞分化信号的选择性调节

• 批准号: 22K06801
• 负责人: 小林 孝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Aichi Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06801/
• 关键词: iPS細胞; ヘパラン硫酸; 細胞分化; プロテオグリカン

ヘパラン硫酸は細胞外マトリックスや細胞表層に局在するグリコサミノグリカンで、多様な生理活性分子と特異的に結合することにより、そのシグナル伝達を制御している。幹細胞から各種組織細胞への分化過程でヘパラン硫酸の修飾・生合成酵素遺伝子には著しい発現変動がみられ、それに伴いヘパラン硫酸の構造も目覚ましい変化を遂げる。そこで本研究では、ヒトiPS細胞の各細胞分化過程でのヘパラン硫酸の構造解析、ヘパラン硫酸と結合すると想定される生理活性分子の同定、ゲノム編集等によるヘパラン硫酸の人為的構造変化によって各細胞系譜におけるHSの糖鎖構造の機能を明らかにする。2022年度は１）CRISPR/Cas9法によってヘパラン硫酸の硫酸転移酵素HS2ST、HS6ST1、HS6ST2のノックアウトiPS細胞株の樹立を試み、HS2STとHS6ST2のノックアウト株を樹立した。２）心臓組織を構成する心外膜平滑筋細胞、心外膜線維芽細胞および肝臓組織を構成する肝実質細胞、肝星細胞の分化誘導法を確立した。

硫酸乙酰肝素是一种位于细胞外基质和细胞表面中的糖胺聚糖，并通过特异性结合到多种生物活性分子来调节其信号传导。在从干细胞到各种组织细胞的分化过程中，观察到硫酸乙酰肝素修饰和生物合成酶基因的表达发生显着变化，结果，硫酸乙酰肝素硫酸盐的结构也经历了显着的变化。因此，在这项研究中，我们将通过分析人IPS细胞的细胞分化过程中硫酸乙酰肝素的结构分析来阐明HS在每个细胞谱系中的聚糖结构的功能，从而鉴定出预期与乙酰硫酸乙酰肝素结合的生物活性分子，以及通过基因组硫酸盐的人工结构变化结合。在2022财年，1）我们尝试使用CRISPR/CAS9方法建立用于硫酸乙酰硫酸乙酰硫酸盐转移酶HS2ST，HS6ST1和HS6ST2的基因敲除IPS细胞系，并建立了HS2ST和HS6ST2的基因敲除菌株。 2）一种诱导构成心脏组织，心外膜成纤维细胞和构成肝组织的肝实质细胞的性心外膜平滑肌细胞的分化的方法，并建立了构成肝组织的肝脏星状细胞。