Multimodal characterization of murine gastruloid development

Multimodal characterization of murine gastruloid development

1. 本研究の学術的背景，研究課題の核心をなす学術的「問い」は？
→ 本研究では、多能性幹細胞から生成された3D構造体であるガストルロイドを用いて、胚発生のパターン形成の基本原理を再現し、その発生過程において個々の細胞の状態や種類を解析することで、ガストルロイドがいかに形成され、複雑なパターンを生成するかを理解することを目的としています。

2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は？
→ 本研究の目的は、多能性幹細胞から生成されたガストルロイドの形成過程を解析することで、胚発生のパターン形成に関する新しい知見を得ることであり、その独自性は、3D構造体を用いて胚発生を再現したことにあります。また、ガストルロイドが形成される過程において個々の細胞の状態や種類を解析することで、胚発生における細胞の発生過程についての新たな理解をもたらすものとも言えます。

3. 本研究の着想に至った経緯や関連する国内外の研究動向と本研究の位置づけは？
→ ガストルロイドを用いた研究は、近年注目を集めており、多能性幹細胞から生成された3D構造体を作製することで、胚発生のパターン形成に関する研究が進んでいます。本研究は、単一細胞解析を用いてガストルロイド内の細胞の状態や種類を解析することにより、胚発生についての理解を深めることを試みた点において、新しいアプローチを提供するものと言えます。

4. 本研究で何をどのように、どこまで明らかにした？
→ 本研究では、多能性幹細胞から生成されたガストルロイドの形成過程を単一細胞解析を用いて解析しました。また、数千個のガストルロイドを対象に薬剤スクリーニングを行い、遺伝的相互作用ネットワークを推定しました。その結果、Wntシグナルに対する細胞の反応が2つに分かれることが明らかとなりました。さらに、Wntシグナルの双方向修正により、ガストルロイドの前部構造の形成が改善されることが示されました。

5. 本研究の有効性はどのように検証した？
→ 本研究では、多能性幹細胞から生成されたガストルロイドについて、単一細胞解析および薬剤スクリーニングを行うことで、新たな知見を得ていることが示されました。また、Wntシグナルの双方向修正により、ガストルロイドの前部構造の形成が改善されることが明らかになっており、今後、新たな構造体を合成するための手法として利用することができると期待されます。