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膵β細胞と前駆細胞の維持・分化・脱分化の機構の解明と、糖尿病治療の基盤技術の創出

阐明胰腺β细胞和祖细胞的维持、分化和去分化机制，创造糖尿病治疗的基础技术

基本信息

批准号：
15K09379
负责人：
杉山拓也
金额：
$ 3万
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：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K09379/
关键词：
膵臓糖尿病単細胞解析発生細胞分裂分化多能性前駆細胞 FACS

项目摘要

未分化な前駆細胞が細胞分化すると同時に、前駆細胞プールを失わずに維持できるメカニズムは、多細胞生物一般にとって基本的に重要である。遺伝子改変マウスを使った細胞系譜の研究により、膵島を含む大人のすべての膵上皮細胞は、胎仔期に存在する膵臓の多能性前駆細胞に由来することが明らかとなっている。われわれは以前、この多能性前駆細胞をFACSを用いて純化する方法を確立し、また遺伝子改変技術により、内分泌前駆細胞特異的な転写因子であるNeruogenin 3が発現すると、遺伝子レポーターの発現が惹起され、これにより膵島分化プログラムの開始をリアルタイムに観察できる系を報告した。今回われわれは、遺伝子ラベルされ、FACS純化された多能性前駆細胞について、その細胞分裂と分化の系譜をシングルセルレベルで解析するプラットフォームを確立した。特殊なハイドロジェルで作られた微小な培養ウェル上に細胞間マトリックスをコートし、その上で多能性前駆細胞を二次元培養した。多能性前駆細胞シングルセルの細胞増殖および分化の様式を、蛍光タイムラプス顕微鏡を用いて解析した。その結果、多能性前駆細胞が細胞分裂したとき、一方の子細胞のみが膵島分化プログラムを開始し、もう一方の子細胞は未分化状態に留まることが示された。この新規のプラットフォームの適用により、正常な状態や糖尿病などの遺伝子疾患、癌における、従来明らかでなかった多能性前駆細胞の活性が、明らかとなることが期待される。

Undifferentiated cells are essential for cell differentiation and maintenance in multicellular organisms. The origin of the pluripotent cells that exist in the fetal stage is clear. To establish a method for purification of previously pluripotent progenitor cells by FACS, and to investigate the development of Neruogenin 3, an endocrine progenitor cell-specific transcription factor, and a system for the detection of Neruogenin 3, an initiation factor, and an initiation factor for cell differentiation. This article describes the analysis of multipotent precursor cells by FACS, gene expression, and genealogy of cell division and differentiation. Special cells are cultured in micro-cells, and pluripotent cells are cultured in micro-cells. Pluripotent precursor cells are analyzed by microscopy for cell proliferation and differentiation. As a result, pluripotent progenitor cells begin to divide, one of the daughter cells begins to differentiate, and one of the daughter cells remains in an undifferentiated state. The new rules apply to normal conditions, diabetes, genetic disorders, cancer, and pluripotent precursor cell activity.