研究者詳細 - 大野　充昭

共同研究・競争的資金等の研究 - 大野　充昭

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細胞バーコーディング技術を応用したin vivo高解像度細胞系譜解析システムの構築

研究課題/領域番号：24K21302 2024年06月 - 2027年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的研究(開拓)

大野充昭

配分額：26000000円（直接経費：20000000円、間接経費：6000000円）

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液滴トランスクリプトーミクスによる相分離を介した細胞分化制御機構の解明

研究課題/領域番号：24H00652 2024年04月 - 2027年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

久保田聡, 西田崇, 服部高子, 高江洲かずみ, 滝川正春, 青山絵理子, 大野充昭

配分額：48100000円（直接経費：37000000円、間接経費：11100000円）

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相分離下での転写制御を解明するドロップレットーミクスの開発

研究課題/領域番号：23K17439 2023年06月 - 2027年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的研究(開拓)

久保田聡, 西田崇, 服部高子, 高江洲かずみ, 滝川正春, 青山絵理子, 大野充昭

配分額：25740000円（直接経費：19800000円、間接経費：5940000円）

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口腔器官の再構築から器官の発生・再生の統一原理を解明する統合生物学国際研究拠点国際共著

2022年10月 - 2023年03月

岡山大学国際研究拠点形成支援事業

担当区分：研究代表者資金種別：競争的資金

配分額：5000000円（直接経費：5000000円）

1細胞エピゲノム解析から紐解く象牙芽細胞分化制御メカニズムと治療法への応用

研究課題/領域番号：22H03280 2022年04月 - 2025年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B) 基盤研究(B)

大野充昭, 窪木拓男

配分額：17550000円（直接経費：13500000円、間接経費：4050000円）

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口腔インプラント体表面改質剤の開発

2022年04月 - 2023年03月

国立大学法人岡山大学 AMED橋渡し研究支援　シーズA

担当区分：研究代表者資金種別：競争的資金

配分額：3000000円（直接経費：3000000円）

薬剤関連顎骨壊死の予防，治療を目的とした抜歯窩周囲骨に対する中空骨小腔化抑制・治療剤の開発

2022年04月 - 2023年03月

岡山大学 AMED橋渡し研究支援シーズA

担当区分：研究分担者資金種別：競争的資金

配分額：2000000円（直接経費：2000000円）

時空間的トランスクリプトーム解析・iPS干渉法を応用した歯の再生技術の開発

研究課題/領域番号：21H04842 2021年04月 - 2025年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A) 基盤研究(A)

窪木拓男, 大野充昭, 辻孝, 渡辺亮, 宝田剛志

担当区分：研究分担者

配分額：42510000円（直接経費：32700000円、間接経費：9810000円）

本申請研究では，「臓器としての歯の再生」を最終目的に，1細胞レベルでのRNA発現解析に加えて，時空間情報を加味した遺伝子発現解析法を駆使し，歯胚発生における1細胞レベル時空間的トランスクリプトームMapを構築し，これらのデータベースをもとに，iPS干渉法を応用し，歯原性上皮・間葉細胞の誘導方法を開発する.そして，器官原基法により，非歯原性細胞から，生理的機能を有した臓器としての歯を世界で初めて再生することを目的としている．
本年度は，歯胚発生における1細胞レベル時空間特異的トランスクリプトームMapを構築した．
具体的には，マウスE10.5，E11.5，E12.5，E14.5，E18.5の歯胚および非歯原性口腔粘膜組織を摘出し，酵素処理にて約1万細胞の単一細胞を得て，Single cell RNA-Seq (scRNA-Seq)解析し，どの細胞が，どの遺伝子を，どの程度発現しているか1細胞レベルで解析を行った．また，メッシュ状に位置情報となるインデックス配列が付加されたスライドガラスに，E10.5，E11.5，E12.5，E14.5，E16.5の歯胚を含むマウス頭部前頭断の凍結切片を貼り付け，HE染色を行い，組織学的情報を取得した．次に，スライド上でmRNAを単離，位置情報のインデックス配列が付加されたcDNAを合成し，ライブラリー作製後にシークエンスを行い，インデックス情報から，二次元空間での遺伝子発現情報を構築し，遺伝子発現Mapを構築した．

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空間的トランスクリプトーム解析を応用した歯胚発生キーファクターの解明

研究課題/領域番号：20K21678 2020年07月 - 2022年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的研究(萌芽) 挑戦的研究(萌芽)

大野充昭, 辻孝, 渡辺亮

担当区分：研究代表者

配分額：6500000円（直接経費：5000000円、間接経費：1500000円）

歯を含む上皮間葉相互作用により発生する臓器は，特定部位の上皮組織が肥厚し，間葉組織に陥入することで生じる。そして，上皮細胞が様々なサイトカインを分泌し，間葉細胞の遺伝子発現を制御することで発生が開始する。これまで，多くの研究者は，歯胚発生の運命決定メカニズムを明らかにするため，発生過程の組織から経時的にRNAを抽出し，網羅的解析を行ってきた。しかし，発生過程において，歯胚を構成するすべての細胞が同じ挙動を示すわけではなく，細胞同士が上皮間葉相互作用を含む様々なコミュニケーションを取りながらダイナミックに変化するため，これまでの細胞集団の平均値的解析では，発生メカニズムを詳細に捉えることは困難であった。そこで，本研究では，Single Cell RNA-SeqやSlide-Seqなどの最新の科学技術を応用し，誰も成し遂げることができなかった歯胚発生の運命決定メカニズムを明らかにすることを目的に以下の計画を立てた。歯胚発生初期のマウス歯胚および非歯原性口腔粘膜組織を単離し，scRNA-Seqにて1細胞解析を行う。次に，位置情報を有したSlide-Seqにて解析し，間葉細胞と相互作用を起こしている上皮細胞群が特異的に発現している転写因子を抽出し，scRNA-Seqの結果と照らし合わせて関連因子を絞り込む。そして，オルガノイド技術を応用することで，口腔粘膜組織から歯胚発生を誘導可能な転写因子，つまり歯胚発生における運命決定転写因子を同定する.
今年度は，発生初期の歯胚をマウスから単離し，scRNA-Seq解析およびSlide-Seq解析を行った。現在，これらの解析から歯胚発生初期に重要な役割を担っているであろう転写因子を抽出している。

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BMP-2を応用した発生フィールドの再起動による臓器として骨髄再生

研究課題/領域番号：20KK0377 2020年 - 2023年

日本学術振興会科学研究費助成事業国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A)) 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

大野充昭

担当区分：研究代表者

配分額：14040000円（直接経費：10800000円、間接経費：3240000円）

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骨髄微小環境における骨形成・吸収メカニズムの分子基盤の解明と治療戦略

研究課題/領域番号：19H03842 2019年04月 - 2022年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B) 基盤研究(B)

大野充昭, 窪木拓男, 宝田剛志, ハラエミリオ・サトシ, 渡辺亮, 秋山謙太郎, 淺田騰, 枝松緑

担当区分：研究代表者

配分額：17550000円（直接経費：13500000円、間接経費：4050000円）

BMP-2は，有効な骨再生療法を提供するとして大変期待されている.一方，我々は，骨髄腔内にBMP-2を投与すると逆に，骨形成が抑制され，骨髄腔が拡大するという大変興味深い知見を得た．本申請研究では，骨髄細胞のシングルセル解析にて，BMP-2投与による骨形成抑制・骨髄腔拡大に関わっている細胞を抽出し，これら候補細胞が，BMP-2投与下で骨髄ニッチや骨髄腔の維持にどの様にして関わっているのかを解析する. そして，上記の解析より，骨髄ニッチや骨髄腔の維持に関わりが深い細胞や分子を抽出し，その欠損マウスを用いてBMP-2にて骨形成が誘導可能か検証し，骨髄腔の維持に関わる細胞やその分子を同定する予定である．
令和元年度は，間葉系幹細胞が可視化されたCXCL12-GFPマウス，骨芽細胞が可視化されたCol1a1-GFPマウス，破骨細胞が可視化されたTrap-Tomatoマウスを用いて，BMP-2の骨髄内投与によりこれらの細胞がどのような挙動を取るか，詳細に検討した．また，BMP-2を骨髄内に投与による骨髄細胞分画の変化をフローサイトメーターにて詳細に検討し，single cell RNA-seq解析の条件検討を行った．
また，in vitroにてBMP-2が骨芽細胞分化に与える影響をどの骨髄細胞が抑制的に制御しているかを明らかにするため，B細胞，T細胞，ミエロイド系細胞をマグネットビーズが付与された抗体を用いて分離し，骨芽細胞分化に与える影響を検討し，どの骨髄細胞が間葉系細胞の骨形成能を抑制しているか絞り込みを行った.

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BMP−2の環境選択的骨誘導/抑制メカニズムの解明・応用に基づく骨再生療法の開発

2016年04月 - 2019年03月

基盤研究（B）

大野充昭

担当区分：研究代表者資金種別：競争的資金

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空間的1細胞エピゲノム解析から紐解く歯胚発生メカニズムの解明

研究課題/領域番号：24K22188 2024年06月 - 2027年03月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的研究(萌芽)

窪木拓男, 大野充昭, 王紫儀

配分額：6370000円（直接経費：4900000円、間接経費：1470000円）