生理的および病的な血管新生におけるペリサイトの機能とその制御機構の解明
| Project/Area Number |
21K15346
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
石井 智裕 日本医科大学, 先端医学研究所, 助教 (40835427)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 血管新生 / ペリサイト / 血管内皮細胞 / ゼブラフィッシュ / ライブイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
ペリサイトは内皮細胞を被覆することで安定な血管構造を維持している．組織が創傷などを受けると，血管新生が誘導され，新たな血管網が形成され，組織の恒常性維持に寄与する．一方，がんなど病態時では，過剰な血管新生が生じ，逆に病態を悪化させる．この病的血管では，ペリサイトのない血管ができることが特徴であり，ペリサイトによる血管の被覆が正常な血管新生に重要であることが示唆されるが，血管新生を制御する機能はいまだ明らかとなっていない．本研究では，生体内の血管新生を生きたまま観察することで，ペリサイトによる血管新生の制御機構を明らかとし，血管新生が生体にとって相反する効果を発揮するメカニズムを解明する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ペリサイトは，毛細血管を被覆し，静止状態では安定な血管構造維持に寄与していると考えられている．一方，組織が傷害など損傷を受けると，虚血状態を解消するために血管新生が誘導される．血管新生は既存血管から新たな血管を形成する現象で，創傷治癒時など生理的条件下では生体の恒常性維持に寄与するが，がんなどの病態時では，血管新生による異常血管形成が病態を悪化させることが知られている．血管新生が生体へ相反する作用を有する機構は未だ不明のままであるが，病的血管新生ではペリサイトによる被覆が少ないことが特徴の１つであり，ペリサイトの機能が生理的血管新生に重要であると考えられている．しかしながら血管新生におけるペリサイトの役割は未だ不明のままである．そこで申請者らは，血管新生過程におけるペリサイトの役割を明らかとするため，1年目で任意のタイミングでペリサイトを除去できるゼブラフィッシュを樹立し，アブレーションの条件を確立した．さらに，成魚皮膚血管をライブで観察するイメージング手法を確立した．そこで２年目では，ペリサイトをなくした後に血管新生を誘導し，その影響を解析した．その結果，ペリサイトをなくした後に血管新生を誘導すると，内皮細胞の過剰な出芽と伸長方向の異常が観察され，ペリサイトが内皮細胞を被覆することで血管新生を積極的に制御する可能性が示唆された．3年目では，ペリサイトが内皮細胞を如何にして被覆するかを明らかとするため，ペリサイトを除去した個体から内皮細胞を単離し，RNAシーケンスを実施した．現在シーケンスの解析を行なっており，候補となる遺伝子や経路を探索中である．また，ライブイメージングにより明らかとなった生理的血管新生過程におけるペリサイトの役割について論文として投稿を開始した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
3年目では，ライブイメージングにより明らかとなった生理的血管新生過程におけるペリサイトの役割について論文として投稿を開始した．また，ペリサイトが血管を被覆するメカニズムを解明するため，成体ゼブラフィッシュの皮膚から内皮細胞を単離する条件検討を行なってきた．皮膚組織を分散しているうちに，線維芽細胞やマクロファージ，上皮細胞とは異なり，内皮細胞は単離が難しいことがわかってきた．そこで，酵素の処理条件や反応時間を入念に検討し，少数ではあるが内皮細胞を単離する条件を確立した．この条件検討に多くの時間を費やしてしまったため，進捗の区分をやや遅れているに設定し，研究期間を次年度へ延長することにした．内皮細胞の単離条件が確立したので，正常個体とペリサイトをアブレーションした個体を準備し，それぞれ皮膚から内皮細胞を単離し，RNAシーケンスを実施した．現在シーケンス結果を解析している段階であり，今後候補となる分子やパスウェイを同定し，検討を進めていく．
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| Strategy for Future Research Activity |
4年目では，ライブイメージングにより明らかとなった生理的血管新生過程におけるペリサイトの役割について論文受理を目指す（現在投稿中）．さらに，ペリサイトをアブレーションした内皮細胞のRNAシーケンスの結果を解析し，ペリサイトが血管を被覆するメカニズムおよびその意義について明らかにする．候補遺伝子を選定したのち，そのノックアウトフィッシュを作製し，ペリサイトの被覆の影響について，内皮細胞とペリサイトを可視化したゼブラフィッシュを用い，ライブイメージングにより検証する．さらに，候補となるパスウェイや鍵分子の活性を評価できるレポーターフィッシュの作製も試み，これらの活性がペリサイトの被覆の有無により変動するかについてライブイメージングにより検証する．最後に，病的血管新生におけるペリサイトの動態の観察を検討する．まだ条件が整っていないが，既報の文献を参考にし，免疫不全ゼブラフィッシュへの腫瘍細胞を移植する系を用いる．
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Report
(3 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Endothelial cells regulate alveolar morphogenesis by constructing basement membranes acting as a scaffold for myofibroblasts.2024
Author(s)
Watanabe-Takano H., Kato K., Oguri-Nakamura E., Ishii T., Kobayashi K., Murata T., Tsujikawa K., Miyata T., Kubota Y., Hanada Y., Nishiyama K., Watabe T., F?ssler R., Ishii H., Mochizuki N., Fukuhara S.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 15
Issue: 1
Pages: 1622-1622
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Rap1 small GTPase is essential for maintaining pulmonary endothelial barrier function in mice.2023
Author(s)
Yamamoto K., Watanabe-Takano H., Oguri-Nakamura E., Matsuno H., Horikami D., Ishii T. Ohashi R., Kubota Y., Nishiyama K., Murata T., Mochizuki N., Fukuhara S.
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Journal Title
FASEB J
Volume: 37
Issue: 12
Pages: 1-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mechanical loading of intraluminal pressure mediates wound angiogenesis by regulating the TOCA family of F-BAR proteins2022
Author(s)
Yuge S, Nishiyama K, Arima Y, Hanada Y, Oguri-Nakamura E, Hanada S, Ishii T, Wakayama Y, Hasegawa U, Tsujita K, Yokokawa R, Miura T, Itoh T, Tsujita K, Mochizuki N, Fukuhara S.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 13(1)
Issue: 1
Pages: 2594-2594
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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