加齢変容細胞のデコーディング技術の開発と応用
研究課題情報
- 課題管理番号
- 25gm6710001h9904
- 統合プロジェクト(三期)
シーズ開発・基礎研究プロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
シーズ開発・研究基盤プロジェクト<第二期>
- 事業名
革新的先端研究開発支援事業
- タグ(2025)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定しない基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: in vivo-齧歯類
ICD-10大分類: 神経系の疾患
対象疾患領域: 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症
- タグ(2024)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定しない基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: in vivo-齧歯類
ICD-10大分類: 神経系の疾患
対象疾患領域: 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症
- タグ(2023)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定しない基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: in vivo-齧歯類
ICD-10大分類: 神経系の疾患
対象疾患領域: 精神・神経疾患 , 老年医学・認知症
- タグ(2022)
研究の性格: 生命・病態解明等を目指す研究
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: 老年医学・認知症 , 精神・神経疾患 , 難病
開発目的: 予防・健康 , 診断 , 治療
- 代表研究機関
- 国立大学法人熊本大学
- 研究代表者
(2025) 沖真弥, 国立大学法人熊本大学, 生命資源研究・支援センター 教授
(2024) 沖真弥, 国立大学法人熊本大学, 生命資源研究・支援センター 教授
(2023) 沖真弥, 国立大学法人熊本大学, 生命資源研究・支援センター クロスアポイントメント教授(特定事業教員)
(2022) 沖真弥, 国立大学法人京都大学, 大学院医学研究科 特定准教授
- 研究期間
- 2022年度 - 2025年度
- 課題への総配分額
- 55,250 千円
- 研究概要(2025)
- 加齢に伴い出現する老化細胞は、炎症性サイトカインや増殖因子などを放出するSASPを引き起こし、周囲の細胞に炎症や発がんを促す。これまでに老化細胞自体の解析は急速に進められてきたが、その周辺の細胞に及ぼす影響については空間情報と紐づける必要があるためほとんど理解が進んでいない。またアルツハイマー病に代表される神経変性疾患では、RNAとタンパク質が液-液相分離によって凝集した非膜型オルガネラを形成して神経細胞死を引き起こすが、構成要素のRNAの全貌は未解明である。そこで本研究は老化細胞が周辺細胞に与える影響について理解し、さらに老化に伴って形成される非膜型オルガネラの「全」トランスクリプトーム解析に挑むことを目的とする。
- 研究概要(2024)
- 加齢に伴い出現する老化細胞は、炎症性サイトカインや増殖因子などを放出するSASPを引き起こし、周囲の細胞に炎症や発がんを促す。これまでに老化細胞自体の解析は急速に進められてきたが、その周辺の細胞に及ぼす影響については空間情報と紐づける必要があるためほとんど理解が進んでいない。またアルツハイマー病に代表される神経変性疾患では、RNAとタンパク質が液-液相分離によって凝集した非膜型オルガネラを形成して神経細胞死を引き起こすが、構成要素のRNAの全貌は未解明である。そこで本研究は老化細胞が周辺細胞に与える影響について理解し、さらに老化に伴って形成される非膜型オルガネラの「全」トランスクリプトーム解析に挑むことを目的とする。
- 研究概要(2023)
- 加齢に伴い出現する老化細胞は、炎症性サイトカインや増殖因子などを放出するSASPを引き起こし、周囲の細胞に炎症や発がんを促す。これまでに老化細胞自体の解析は急速に進められてきたが、その周辺の細胞に及ぼす影響については空間情報と紐づける必要があるためほとんど理解が進んでいない。またアルツハイマー病に代表される神経変性疾患では、RNAとタンパク質が液-液相分離によって凝集した非膜型オルガネラを形成して神経細胞死を引き起こすが、構成要素のRNAの全貌は未解明である。そこで本研究は老化細胞が周辺細胞に与える影響について理解し、さらに老化に伴って形成される非膜型オルガネラの「全」トランスクリプトーム解析に挑むことを目的とする。
- 研究概要(2022)
- 加齢に伴い出現する老化細胞は、炎症性サイトカインや増殖因子などを放出するSASPを引き起こし、周囲の細胞に炎症や発がんを促す。これまでに老化細胞自体の解析は急速に進められてきたが、その周辺の細胞に及ぼす影響については空間情報と紐づける必要があるためほとんど理解が進んでいない。またアルツハイマー病に代表される神経変性疾患では、RNAとタンパク質が液-液相分離によって凝集した非膜型オルガネラを形成して神経細胞死を引き起こすが、構成要素のRNAの全貌は未解明である。そこで本研究は老化細胞が周辺細胞に与える影響について理解し、さらに老化に伴って形成される非膜型オルガネラの「全」トランスクリプトーム解析に挑むことを目的とする。
研究成果情報
2024
2023
2022
成果の概要
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加齢に伴い出現する老化細胞は、炎症性サイトカインや増殖因子などを放出する細胞老化随伴分泌現象(SASP)を引き起こし、周囲の細胞に炎症や発がんを促す。これまでに老化細胞自体の解析は急速に進められてきたが、その周辺の細胞に及ぼす影響については空間情報と紐づける必要があるためほとんど理解が進んでいない。またアルツハイマー病に代表される神経変性疾患では、加齢に伴ってRNAとタンパク質が液-液相分離によって凝集した非膜型オルガネラを形成し、その蓄積は神経細胞死を引き起こすが、構成要素のRNAの全貌は未解明である。本研究の目的は、申請者が独自に開発した光単離化学(PIC)による空間トランスクリプトームと空間レギュローム解析により、老化細胞が周辺細胞に与える影響について遺伝子やクロマチンレベルで解明する。これまでに、現行のPIC RNA-seqで使用されるケージ化合物を改良し、二光子励起でZ軸方向の分解能を引き上げることに成功した。また、顕微鏡システムの調整をおこない、目的の組織を共焦点顕微鏡で撮像し、取得した画像における関心領域にたいして二光子励起するためのワークフローを構築した。今年度は照射するレーザーの波長、強度、時間(スキャン回数)を変化させ、RNAを感度良く検出するための実験条件についても検討をおこなった。これと並行して、凝集体に含まれる多様なRNA分子種を検出するためにサンプル前処理も検討し、多様なRNA検出の妨げとなっていたrRNAを選択的に除去する手法を確立した。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Ikeda S, Zou Z, Bono H, Moriya Y, Kawashima S, Katayama T, Oki S, Ohta T. Extraction of biological terms using large language models enhances the usability of metadata in the BioSample database. GigaScience. (), -, 2025. (DOI: 10.1126/sciadv.adq1575)
2. Qaqorh T, Takahashi Y, Sameshima K, Otani K, Yazawa I, Nishida Y, Tonai K, Fujihara Y, Honda M, Oki S, Ohkawa Y, Thorburn DR, Frazier AE, Takeda A, Ikeda Y, Sakaguchi H, Watanabe T, Fukushima N, Tsukamoto Y, Makita N, Yamaguchi O, Murayama K, Ohtake A, Okazaki Y, Kimura T, Kato H, Inoue H, Matsuoka K, Takashima S, Shintani Y. Atf3 controls transitioning in female mitochondrial cardiomyopathy as identified by spatial and single-cell transcriptomics. Sci Adv. 11(14), eadq1575, 2025. (DOI: 10.1126/sciadv.adq1575)
3. Miyamoto T, Kuboyama K, Honda M, Ohkawa Y, Oki S, Sawamoto K. High spatial resolution gene expression profiling and characterization of neuroblasts migrating in the peri-injured cortex using photoisolation chemistry. Front Neurosci. 18, 1504047, 2025. (DOI: 10.3389/fnins.2024.1504047)
4. Nobusada T, Yip CW, Agrawal S, Severin J, Abugessaisa I, Hasegawa A, Hon CC, Ide S, Koido M, Kondo A, Masuya H, Oki S, Tagami M, Takada T, Terao C, Thalhath N, Walker S, Yasuzawa K, Shin JW, de Hoon MJL, Carninci P, Kawaji H, Kasukawa T. Update of the FANTOM web resource: enhancement for studying noncoding genomes. Nucleic Acids Res. 53(D1), D419-D424, 2025. (DOI: 10.1093/nar/gkae1047)
5. Katoh H, Kimura R, Sekizuka T, Matsuoka K, Hosogi M, Kitai Y, Akahori Y, Kato F, Kataoka M, Kobayashi H, Nagata N, Suzuki T, Ohkawa Y, Oki S, Takeda M. Structural and molecular properties of mumps virus inclusion bodies. Sci Adv. 10(49), eadr0359, 2024. (DOI: 10.1126/sciadv.adr0359)
6. Nakamura Y, Shimada IS, Maroofian R, Falabella M, Zaki MS, Fujimoto M, Sato E, Takase H, Aoki S, Miyauchi A, Koshimizu E, Miyatake S, Arioka Y, Honda M, Higashi T, Miya F, Okubo Y, Ogawa I, Scardamaglia A, Miryounesi M, Alijanpour S, Ahmadabadi F, Herkenrath P, Dafsari HS, Velmans C, Balwi MA, Vitobello A, Denomm?-Pichon A, Jeanne M, Civit A, Abdel-Hamid MS, Naderi H, Darvish H, Bakhtiari S, Kruer MC, Carroll CJ, Karimiani EG, Khailany RA, Abdulqadir TA, Ozaslan M, Bauer P, Zifarelli G, Seifi T, Zamani M, Alam CA, Alvi JR, Sultan T, Efthymiou S, Pope SAS, Haginoya K, Matsunaga T, Osaka H, Matsumoto N, Ozaki N, Ohkawa Y, Oki S, Tsunoda T, Pitceathly RDS, Taketomi Y, Houlden H, Murakami M, Kato Y, Saitoh S. Biallelic null variants in PNPLA8 cause microcephaly by reducing the number of basal radial glia. Brain. 147(11), 3949-3967, 2024. (DOI: 10.1093/brain/awae185)
7. Cui M, Yamano K, Yamamoto K, Yamamoto-Imoto H, Minami S, Yamamoto T, Matsui S, Kaminishi T, Shima T, Ogura M, Tsuchiya M, Nishino K, Layden BT, Kato H, Ogawa H, Oki S, Okada Y, Isaka Y, Kosako H, Matsuda N, Yoshimori T, Nakamura S. HKDC1, a target of TFEB, is essential to maintain both mitochondrial and lysosomal homeostasis, preventing cellular senescence. Proc Natl Acad Sci USA. 121(2), e2306454120, 2024. (DOI: 10.1073/pnas.2306454120)
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. 沖 真弥. 時空間的な遺伝子発現制御を理解するための実験技術と情報解析基盤. 広島大学. 2025/4/11.
国内 /
2. 沖 真弥. 遺伝子実験施設(GTC)が生まれ変わる!. IRDA2025シンポジウム. 2025/3/14.
不明 /
3. 沖 真弥. 脱Dry!脱写経!ゲノムインフォマティクス演習. 京大オリジナル. 2025/2/26.
国内 /
4. 沖 真弥. ChIP-Atlas ハンズオンセミナー. 埼玉県立がんセンター 臨床腫瘍研究所セミナー. 2025/2/5.
国内 /
5. 沖 真弥. オルガネラのトランスクリプトーム解析技術の開発. 第7回ExCELLSシンポジウム. 2025/1/30.
不明 /
6. 沖 真弥. 健康長寿代謝制御研究に活用できる技術開発と研究支援. 熊本大学 健康長寿代謝制御研究センター ボーダレスカンファレンス. 2025/1/29.
国内 /
7. 鄒 兆南、沖 真弥. ChIP-Atlas ハンズオンセミナー. 東京理科大学創域理工学部セミナー. 2024/12/3.
国内 /
8. 沖 真弥. 時空間的な遺伝子発現制御を理解するための実験技術と情報解析基盤. 大阪大学超実践的バイオインフォマティクスセミナー. 2024/11/25.
国内 /
9. Shinya Oki. Photo-isolation chemistry for high-resolution and deep spatial transcriptome with tissue sections. 日本人類遺伝学会第69回大会. 2024/10/10.
国内 /
10. 沖 真弥. Photo-isolation chemistryによる局所的高深度トランスクリプトーム解析. 東京歯科大学第2回 ウェルビーイングプロジェクト主催セミナー. 2024/9/27.
国内 /