全ゲノム倍加後の細胞系譜選別プロセスを特定~がん発生初期に起こる細胞運命の分岐を可視化~

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2026-05-29 北海道大学

北海道大学、慶應義塾大学らの研究グループは、がん発生初期にしばしば見られる「全ゲノム倍加」を起こしたヒト細胞の運命を、6日間にわたり150以上の細胞系譜を1細胞レベルで追跡解析した。全ゲノム倍加細胞は染色体数が倍増した不安定な状態にあり、がんの進化や多様性形成に関与すると考えられているが、その後の運命は不明だった。解析の結果、倍加後に安定して増殖を続けられる系譜は全体の1割未満で、多くの細胞系譜は早期に増殖停止や細胞死に至ることが判明した。また、染色体を3極以上に分配する「多極性分裂」が細胞運命を決定する主要因であり、その発生時期や頻度によって生存率やゲノムの不均一性が大きく変化することを明らかにした。これにより、全ゲノム倍加後の細胞集団が選別・淘汰される過程と、少数の生存系譜から多様ながん細胞集団が形成される仕組みの一端が示された。本成果は、がん発生初期の進化過程や腫瘍内不均一性の理解に重要な基盤知見を提供するものである。

全ゲノム倍加後の細胞系譜選別プロセスを特定~がん発生初期に起こる細胞運命の分岐を可視化~
がん形成・進行の要因となる全ゲノム倍加細胞の複雑な増殖プロセスを、長期ライブイメージング及び系譜解析により特定し、特徴的なパターンに分類した。

<関連情報>

ヒト細胞における全ゲノム倍加後の増殖パターンの解析 Profiling cell proliferation after whole-genome duplication in human cells

Guang Yang,Masaya Inoko,Kaito Ogura,Sumire Ishida-Ishihara,Yuki Tsukada,Akira Funahashi,Masanao Sato,Ryota Uehara
Biology Open  Published:26 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1242/bio.062568

ABSTRACT

Though whole-genome duplication (WGD) contributes to cancer progression, the mechanism of post-WGD cell proliferation remains unclear. Here, using 6-day live-imaging, we analyzed the proliferation dynamics of more than 150 post-WGD HCT116 cell lineages. A quantitative comparison of mitotic patterns and cell fates between proliferative and non-proliferative lineages revealed that multipolar chromosome segregation in early mitosis is a potential key factor limiting the proliferative capacity of post-WGD progenies. Multipolar chromosome segregation correlated with suppressed post-WGD cell viability, particularly when accompanied by drastic chromosome loss or when it repeatedly occurred. Tracing proliferative lineages elucidated that they proliferated mainly by imposing the risk of multipolar chromosome segregation on one of two sub-lineages that formed after the first bipolar division. Meanwhile, a considerable proportion of proliferative lineages consisted entirely of progeny of early multipolar chromosome segregation events. Our results highlight key cellular events that determine the proliferation dynamics and diversity of post-WGD progenies, providing a fundamental reference for understanding WGD-associated biological processes.

細胞遺伝子工学
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