哺乳動物の消化管は、クリプト底部に存在する幹細胞からTA細胞が生じ、さらに様々な分化細胞が生じることが知られている。Apc遺伝子やKras遺伝子に変異が生じると、これらの制御機構が乱れることにより腫瘍が発生する。本研究課題では、これらの過程を細胞ダイバーシティーの変化として捉え、現象とメカニズムを解明するとともに、当該領域研究により明らかにされる細胞社会ダイバーシティーの制御に関わる新たなパスウェイや分子、さらにそれらの解析をもとに構築される数理モデルの実証を行うための研究リソースとして解析を行うことにより、細胞ダイバ-シティーの普遍性と組織特異性を明らかにする。vitroでApc遺伝子変異を導入し、その変化を解析するためのリソースを作製した。平成30年度は、消化管腫瘍発生の比較的初期に変異が生じ、かつ腫瘍の進展に重要な役割を果たすKras遺伝子について、コンディショナル変異を導入した。その結果、Apc単独、Kras単独、Apc/Kras二重変異をコンディショナルに導入することができる遺伝子改変マウスが作製された。タモキシフェン投与により、予定通りの変異が導入され、組織学的解析に着手した。こららの遺伝位変異マウスからオルガノイドを樹立した。vitroでの遺伝子変異を導入可能である。vitroで高頻度で期待される遺伝子変異が導入されることが確認された。ゲノム編集による遺伝子改変技術の最適化を進めた。消化管腫瘍の主要な遺伝子変異をコンディショナルに導入することができる遺伝子改変マウスが樹立され、組織学的解析に着手し、すでに、タモキシフェン投与による病変が確認されている。3次元培養オルガノイドも順調に樹立され、オミックス解析が始まっている。マウス受精卵の採取とゲノム編集の効率化により、個体レベルでの分子機構解析や数理モデル実証実験が可能な状況となっている。平成30年度までに樹立されたApc遺伝子単独、Kras遺伝子単独、Apc/Kras二重変異マウスの組織学的解析を行い、これらの遺伝子変異により生じる消化管組織の細胞ダイバーシティーの変化について個体レベルの解析を行う。vitroでの遺伝子変異導入に伴う変化について、オミックス解析を進める。領域内での情報交換を強化し、これらのオルガノイドを用いて、本領域研究で明らかにされる細胞ダイバーシティー制御機構や数理モデルの実証実験を行うとともに、必要に応じて新たな研究リソースを確立しそれらを用いた領域内連携研究を推進する。