Evaluation of properties by epigenome analysis for human umbilical cord-derived stromal cells and research for bone regenerative medicine

通过表观基因组分析评价人脐带源性基质细胞的特性及骨再生医学研究

• 批准号: 22K10212
• 负责人: 金澤 三四朗
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for 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-22K10212/
• 关键词: 口唇口蓋裂; 臍帯組織; 一細胞解析; 次世代シーケンサー; エピゲノム解析

現在、口唇口蓋裂（CL/P）など先天性顔面顎・顔面骨の欠損に対して、組織幹細胞を用いた骨再生医療研究が進められているが、欠損領域の特殊性や細胞単離時の異種性、あるいは培養による特性低下など高いハードルにより難渋している。これらは単離細胞の実態が不明確なため、進捗の阻害要因となっている、と考えた。近年、臍帯（UC）からもBM由来と機能特性や免疫学的に類似するMSCs（UC-MSCs）が存在することが報告されている。またUC-MSCsは、細胞の調達、保管、および移植において、他の幹細胞源よりも有用であるとされている。しかし、UC-MSCsの遺伝子プロファイルやMSCsを構成する細胞集団の機能的特性や分化指向性については未だに解明されていない。したがって、本年度は分担研究者の長村准教授よりCL/P患者由来細胞を供与されたことから、まず健常由来とCL/P由来UCの一細胞解析（scRNA-seq）による特性比較から、CL/P発症および病態メカニズムの解析を行った。具体的には、それぞれの細胞をscRNA-seqにより集団の特性変化を検索した。フィルタリング後のCL/P群、対照群で各4429および3653細胞を回収し、それぞれ35502および35171遺伝子を対象として解析を行い、遺伝子発現プロファイルを基に10細胞集団を特定した。さらに、両群を統合させることにより生じた違いを確認した。次に、Seuratを用いて各集団のDEG上位10から機能的背景を割り出し、また、特定した細胞集団の動態変化、trajectoryの描出による集団の分化プロセス、GO analysisで集団の機能的特性を解析した。その結果、CL/P群は2つの集団で遺伝子発現に有意な差を認めたことから、CL/P由来組織が健常組織と比較して、遺伝学的に特性が異なることを示唆した。次年度はカギとなる細胞の特定を進めている。

At present, cleft lip and flap (CL/P), congenital facial jaw, facial bone defect, tissue stem cell use, bone regeneration medical research progress, defect area particularity, cell isolation time heterogeneity, culture, characteristics low, high, difficult to develop. The state of the isolated cells is not clear, and the main reasons for the damage are as follows: In recent years, umbilical cord (UC) has been reported to have originated from functional characteristics and immunological similarities with MSCs (UC-MSCs). UC-MSCs are useful for cell conditioning, preservation, and transplantation. In addition, UC-MSCs gene expression and MSCs constitute the functional characteristics of the cell set and differentiation orientation. This year's share of the researcher Professor Nagamura, CL/P patient-derived cell analysis (scRNA-seq), CL/P patient-derived cell analysis, CL/P patient-derived cell analysis The specific characteristics of these cells are described as scRNA-seq. The CL/P group, the corresponding group, 4429 cells and 3653 cells were recovered, 35502 cells and 35171 cells were recovered, and the corresponding analysis was carried out. This is the first time that I've seen you. In addition, Seurat uses the following methods to analyze the background of the functions of the DEG upper 10 of each group: dynamic transformation of specific cell groups, description of trajectories, differentiation of groups, and analysis of the characteristics of the functions of groups. The results show that the CL/P group has two different groups, and the origin organization of CL/P is normal organization. The genetic characteristics are different. In the next year, the specific cells of the cells will be advanced.

项目成果

The gene expression and epigenetic regulation of individual nuclei within the same osteoclast is heterogeneous: Evidence from Intra-single cell sequencing (iscSeq)

同一破骨细胞内各个细胞核的基因表达和表观遗传调控是异质的：来自单细胞内测序 (iscSeq) 的证据

• 发表时间: 2022
• 作者: Omata Yasunori;Okada Hiroyuki;Uebe Steffen;Izawa Naohiro;Ekici Arif B.;Sarter Kerstin;Saito Taku;Schett Georg;Tanaka Sakae;Zaiss Mario M.;Hiroyuki Okada;Hiroyuki Okada;Hiroyuki Okada
• 通讯作者: Hiroyuki Okada

The gene expression and epigenetic regulation of individual nuclei within the same multinucleated osteoclast is heterogeneous: Evidence from Intra-single cell sequencing (iscSeq)

同一多核破骨细胞内各个细胞核的基因表达和表观遗传调控是异质的：来自单细胞内测序（iscSeq）的证据

• 发表时间: 2022
• 作者: Omata Yasunori;Okada Hiroyuki;Uebe Steffen;Izawa Naohiro;Ekici Arif B.;Sarter Kerstin;Saito Taku;Schett Georg;Tanaka Sakae;Zaiss Mario M.;Hiroyuki Okada
• 通讯作者: Hiroyuki Okada

Understanding mechanisms underlying cell fate specification of dental mesenchymal cells in the developing tooth germ through single-cell transcriptome

通过单细胞转录组了解发育中牙胚中牙间充质细胞细胞命运规范的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Dahlia Eldeeb;Hironori Hojo;Hiroyuki Okada;Yutaka Suzuki;Masahide Seki;Junichi Tanaka;Shinsuke Ohba;Ung-il Chung
• 通讯作者: Ung-il Chung

Immunological influence of serum-free manufactured umbilical cord-derived mesenchymal stromal cells for steroid-resistant acute graft-versus-host disease.

无血清制造的脐带源间充质基质细胞对类固醇耐药的急性移植物抗宿主病的免疫学影响。

• DOI: 10.1007/s12185-022-03408-7
• 发表时间: 2022
• 期刊: Int J Hematol
• 影响因子: 2.1
• 作者: Tokiko Nagamura-Inoue;Seiko Kato;Yuho Najima;Masamichi Isobe;Noriko Doki;Hisashi Yamamoto;Naoyuki Uchida;Atsuko Takahashi;Akiko Hori;Masanori Nojima;Kazuteru Ohashi;Fumitaka Nagamura;Arinobu Tojo.
• 通讯作者: Arinobu Tojo.

intra-single cell sequencing( iSC-seq )による破骨細胞の多核間制御メカニズム解明

通过单细胞内测序（iSC-seq）阐明破骨细胞多核调节机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Omata Yasunori;Okada Hiroyuki;Uebe Steffen;Izawa Naohiro;Ekici Arif B.;Sarter Kerstin;Saito Taku;Schett Georg;Tanaka Sakae;Zaiss Mario M.;Hiroyuki Okada;Hiroyuki Okada
• 通讯作者: Hiroyuki Okada