| Project/Area Number |
21K15648
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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 52010:General internal medicine-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松田 やよい 九州大学, 大学病院, 助教 (70721009)
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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 |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 網状層 / 老化 / 束状層 / 球状層 / WNT/β-catenin signaling / activator protein-1 / 副腎皮質網状層 / DHEA / CYB5A / マイクロダイセクション |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、副腎疾患および類縁疾患の血液、組織検体を用いて、ゲノム・トランスクリプトーム・エピゲノムおよびメタボローム解析によるマルチオミクス解析に基づきヒトにおける、副腎網状層の老化機構を解明する。さらに、独自に開発した網羅的ステロイド測定法である血中ステロイドミクスに機械学習を応用することで、副腎アンドロゲンに基づく老年者における心血管代謝および筋・骨格系疾患リスク評価モデルを構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
副腎皮質は、アルドステロンを合成する球状層、コルチゾールを合成する束状層、副腎アンドロゲンを合成する網状層の3層構造を有する。副腎アンドロゲンの中でも、デヒドロエピアンドロステロン（DHEA）は性ホルモン前駆体として作用し、近年の観察研究の結果から老化現象との関連が注目されている。一方で、代表的な動物モデルであるマウスは網状層を有さないため基礎研究からの副腎アンドロゲン研究の進捗が十分でなく、ホルモン合成および血中での代謝機構について依然不明な点が多い。本研究の目的は、ヒトにおける副腎網状層の老化機構を解明するとともに、副腎アンドロゲンに基づく、老年者における心血管代謝および筋・骨格系疾患リスク評価モデルを構築することである。
褐色細胞腫または非機能性副腎皮質腫瘍の手術で得られた、若齢1例・高齢2例の付随正常副腎をサンプルとしてシングルセル解析を行い、副腎皮質細胞17322 cellsを同定した(若齢 4366, 高齢 12956 cells)。若齢・高齢間の遺伝子発現変動を皮質の層毎に検討すると、球状層・網状層において、コルチゾール合成へのシフトが示唆された。球状層では、層構造維持に重要なWNT/β-catenin signalingに関わる遺伝子の発現が低下していた。一方、束状層では、炎症や老化に関連した遺伝子、またactivator protein-1 (AP-1) により制御される遺伝子の発現が上昇していた。
空間トランスクリプトーム解析により構造変化を定量化したところ、高齢では3層ともに非連続的になることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず、公共データベース(GTEx)副腎皮質のRNA-seqデータ（若齢163例、高齢69例）を用いて副腎皮質全体での遺伝子発現変化を比較したところ、高齢ではコルチゾール合成亢進、アンドロゲン合成低下が示され、炎症・免疫応答、細胞老化に関連した遺伝子発現が上昇していた。
次に、褐色細胞腫または非機能性副腎皮質腫瘍の手術で得られた、若齢1例・高齢2例の付随正常副腎をサンプルとしてシングルセル解析を行い、副腎皮質細胞17322 cellsを同定した(若齢 4366, 高齢 12956 cells)。若齢・高齢間の遺伝子発現変動を皮質の層毎に検討すると、球状層・網状層において、コルチゾール合成へのシフトが示唆された。球状層では、層構造形質維持に重要なWNT/β-catenin signalingに関わる遺伝子の発現が低下していた。一方、束状層では、炎症や老化に関連した遺伝子、またactivator protein-1 (AP-1) により制御される遺伝子の発現が上昇していた。
空間トランスクリプトーム解析により構造変化を定量化したところ、高齢では3層ともに非連続的になることが示された。
本研究結果から、副腎皮質の加齢性変化には、層構造の形成に重要と考えられているWNT/β-catenin signalingの変化や、おそらく加齢に伴うと考えられる組織の慢性炎症や細胞老化、またそれらに関連しているAP-1の活性化など、様々なシグナリング異常が関与していることが示唆された。
上記の結果をもとに、in silicoで遺伝子摂動実験を行い、加齢による副腎皮質の変化が再現されることを確認した。具体的には、WNT/β-catenin signalingの減弱およびAP-1の活性化により、球状層・網状層の減少と束状層の増加が再現されることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の結果を論文報告予定である。
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