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マルチオミックス解析による大動脈瘤破裂の血管リモデリング機構解明

Research Project

Project/Area Number 21K15366
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

杉山 夏緒里  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (20889662)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords大動脈瘤 / ラマン分光法 / 多変量解析 / 細胞外マトリクス / 多変量スペクトル分解 / 遺伝子発現解析 / RNA-seq法 / 胸部大動脈瘤 / 大動脈瘤破裂
Outline of Research at the Start

大動脈瘤は血管壁が異常に拡張する疾患で、瘤破裂時の死亡率は非常に高いが、その機序の詳細は不明である。破裂地点を定めたモデルは存在せず、破裂直前の原因因子は未解明である。そこで、本研究は、破裂誘発マウスモデルを作製し、破裂直前の血管リモデリングを時系列的に探索する。生体分子の分子構造情報がラベルフリーで得られるラマン分光法と、位置情報を含んだ微小領域におけるRNAseq解析による遺伝子発現情報を組み合わせたマルチオミックス解析手法を提案し、破裂直前の血管壁の構造が変化する血管リモデリング機序を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

大動脈瘤は、大動脈径が通常より1.5倍拡張する疾患で、発生機序の詳細は未だ不明である。我が国の大動脈瘤患者数は年々増加傾向にあり、破裂による死亡率は60%以上と非常に高いが、破裂前の予兆は少なく、根本的治療薬は存在しない。そこで、本研究は大動脈瘤破裂前に起こる血管リモデリングの解明を目的に行う。
具体的には、大動脈瘤破裂モデルマウスにおいて、破裂直前のシグナル探索のために、血管の位置ごとや経時変化による血管壁の構造変化を解明する。野生型マウスと大動脈瘤モデルマウスについて、薬剤投与・非投与についてラマン分光法によって破裂に関連するシグナル探索に向けて解析を行い、薬剤投与群において破裂直前に増加する因子を発見し、それについて詳細解析を試みた。この成分について組織学的解析を行ったところ、染色においても同等の成分が破裂直前に増加していることを同定した。ラマンによる詳細解析については、共焦点ラマン顕微鏡を用いて細胞レベルで解析を行うための条件検討を行った。得られたスペクトルの解析については、よりよい解析が行えるための最適化を行い、同定した成分のスペクトル分解を行った。位置特異的成分抽出のために解析手法の工夫も行った。大動脈1切片の遺伝子発現解析を行い、破裂直前に変動する因子について同定を行った。着目するパスウェイなども検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は、ラマンイメージングの結果に再現性が取れるようデータの蓄積を行った。RNAseqについても、データを論文化に向けてまとめ始めた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は最終年度であるので、得られた結果の論文化に向け学会発表を行いながらデータをまとめ上げる予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Eberhard Karls University(ドイツ)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Raman microspectroscopy and Raman imaging reveal biomarkers specific for thoracic aortic aneurysms2021

    • Author(s)
      Sugiyama Kaori、Marzi Julia、Alber Julia、Brauchle Eva M.、Ando Masahiro、Yamashiro Yoshito、Ramkhelawon Bhama、Schenke-Layland Katja、Yanagisawa Hiromi
    • Journal Title

      Cell Reports Medicine

      Volume: 2 Issue: 5 Pages: 100261-100261

    • DOI

      10.1016/j.xcrm.2021.100261

    • NAID

      120007180697

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ラマンイメージングによる胸部大動脈瘤新規バイオマーカーの同定2024

    • Author(s)
      杉山夏緒里
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ラマンイメージングによる胸部大動脈瘤関連因子の探索2024

    • Author(s)
      杉山夏緒里
    • Organizer
      第10回JFAS (Japan/Joy of Fatty Acids Secrets/Society)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Multimodal Imaging to Identify Pre-signals for Acute Aortic Dissection by Marfan Syndrome Model Mouse2023

    • Author(s)
      Kaori Sugiyama, Masahiro Ando, Hiroko Matsunaga, Haruki Uchino, Katja Schenke-Layland, Makoto Arita, Hiromi Yanagisawa, Haruko Takeyama
    • Organizer
      Elastin, Elastic Fibers, and Microfibrils. Gordon Research Conference, Elastin and 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multimodal Imaging to Identify Pre-signals for Acute Aortic Dissection by Marfan Syndrome Model Mouse2023

    • Author(s)
      Multimodal Imaging to Identify Pre-signals for Acute Aortic Dissection by Marfan Syndrome Model Mouse
    • Organizer
      Basic Cardiovascular Science 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルファン症候群モデルマウスを用いた急性大動脈解離因子の探索2023

    • Author(s)
      杉山夏緒里, 安藤正浩, 松永浩子, 木村健一, 内野春希, 有田誠, Katja Schenke-Layland, 柳沢裕美, 竹山春子
    • Organizer
      第17回メタボロームシンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] マルファン症候群モデルマウスにおける急性大動脈解離因子の探索2023

    • Author(s)
      杉山夏緒里
    • Organizer
      第31回日本血管生物医学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ラベルフリーラマンイメージングによるマルファン症候群モデルマウスを用いた急性大動脈解離シグナル探索2023

    • Author(s)
      杉山夏緒里
    • Organizer
      日本分光学会生細胞分光部会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Identification of collagen-derived biomolecular fingerprints specific for thoracic aortic aneurysms by Raman microspectroscopy and imaging2022

    • Author(s)
      Kaori Sugiyama , Julia Marzi , Masahiro Ando , Bhama Ramkhelawon , Katja Schenke-Layland , Hiromi Yanagisawa , Haruko Takeyama
    • Organizer
      2022年度生物工学会若手研究者の集い(若手会)オンラインセミナー
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Label-free imaging for acute aortic dissection by using Marfan syndrome model mouse2022

    • Author(s)
      Kaori Sugiyama, Masahiro Ando, Ryota Wagatsuma, Hiroko Matsunaga, Francesco Ramirez, Katja Schenke-Layland, Hiromi Yanagisawa, Haruko Takeyama
    • Organizer
      11th International Symposium on Marfan, Loeys-Dietz, and Related Conditions
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルファン症候群モデルマウスを用いた急性大動脈解離シグナル探索とラベルフリーイメージング作製2022

    • Author(s)
      杉山夏緒里, 安藤正浩, 我妻竜太, 松永浩子, 柳沢裕美, 竹山春子
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ラマンイメージングと多変量解析を用いた胸部大動脈瘤に特異的な新規バイオマーカーの同定2022

    • Author(s)
      杉山夏緒里
    • Organizer
      第30回日本血管生物医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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