多線毛細胞への分化の鍵「デューテロソーマル細胞」をヒトiPS細胞から分化誘導 ―特異的表面マーカーにより、気道防御の司令塔細胞の解析が可能に―

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2026-03-23 京都大学 iPS研究所

京都大学iPS細胞研究所などの研究グループは、RNA構造と低分子化合物の相互作用を1塩基レベルで大規模に解析する新技術「BIVID-MaP」を開発した。化合物結合部位に化学修飾(VQ)を導入し、逆転写時の欠損として検出することで結合位置を特定する仕組みである。本手法により、1塩基変異がRNAの立体構造や薬剤結合能を大きく変化させることを実証し、がん関連遺伝子を含む1600種以上の変異で結合特性の違いを網羅的に解明した。これにより、個々の遺伝子変異に応じたRNA標的創薬や個別化医療の実現に向けた基盤技術として期待される。

多線毛細胞への分化の鍵「デューテロソーマル細胞」をヒトiPS細胞から分化誘導 ―特異的表面マーカーにより、気道防御の司令塔細胞の解析が可能に―
Fig. 1 ヒトiPS細胞由来気道上皮細胞のscRNA-seqに基づくUMAP解析
一つ一つの点が細胞1個を表しており、近くに表示された細胞ほど似た性質を持っている。デューテロソーマル細胞(DC)の集団が存在することが確認された。

<関連情報>

ヒト気道分化における多繊毛形成を担うのは、後代体細胞である Deuterosomal cells are the responsible lineage for multiciliogenesis in human airway differentiation

Haruka Yamaki ∙ Satoshi Konishi s ∙ Koji Tamai ∙ … ∙ Toyohiro Hirai ∙ Kazuhiko Takeuchi ∙ Shimpei Gotoh
Stem Cell Reports  Published:March 19, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2026.102860

Highlights

  • CD36 serves as a surface marker for isolating iPSC-derived deuterosomal cells (DCs)
  • Altered DC identity in CCNO variants impairs multiciliated cells (MCCs) maturation
  • CCNO variants disrupt DC-MCC pathway and promote expansion of aberrant precursors
  • Human iPSC-derived DCs enable study of multiciliogenesis mechanisms

Summary

Multiciliated cells (MCCs) are pivotal in airway defense via their motile cilia to eliminate inhaled pathogens and particles. Genetic variants in primary ciliary dyskinesia (PCD) disrupt ciliary function, resulting in chronic respiratory infections. The formation of MCCs requires centriole amplification mediated by non-membranous organelles called deuterosomes, whose regulatory mechanisms remain poorly characterized in humans. Single-cell transcriptomic analyses have identified “deuterosomal cells” (DCs), a transient cell population that emerges during multiciliogenesis. DCs are challenging to investigate owing to their scarcity. To elucidate the role of DCs, iPSC-derived airway epithelial cells were used to identify CD36 as a specific surface marker. Furthermore, iPSCs were established from a patient with PCD harboring Cyclin O (CCNO) variants, along with gene-corrected controls. Patient-derived iPSCs demonstrated defective MCC differentiation and aberrant DCs attributed to CCNO deficiency. This study provides a human iPSC-based platform for investigating the mechanisms underlying airway multiciliogenesis and PCD modeling.

細胞遺伝子工学
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