空間的トランスオミクス解析による異所性骨化過程の解析と疾患応用
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22K19600
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金 永輝 京都大学, 医生物学研究所, 助教 (90620344)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池川 雅哉 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60381943)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 異所性骨化 / 空間的遺伝子発現解析 / 進行性骨化性線維異形成症 / イメージング質量分析 / エネルギー代謝 / 空間的トランスオミックス解析 |
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| Outline of Research at the Start |
異所性骨化(Heterotopic Ossification、HO)とは、生理的には骨が形成されない組織内に骨が形成される現象であり、その形成過程には起源細胞とマクロファージを中心とする炎症細胞の相互作用が重要である。本課題の目的は、空間的遺伝子発現解析とイメージング質量分析という革新的解析技術を駆使した空間的トランスオミクス解析により、起源細胞のエネルギー代謝のダイナミクスとマクロファージを中心とした炎症性ニッチとの相互作用を時空間的に明らかにすることである。得られた知見はエネルギー代謝を標的とした新規治療法の開発にも結びつく可能性がある。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、空間的技術を用いて異所性骨化（以下HO）の過程において起源細胞および炎症性細胞の両者を解析し、病態に関する知見を深めると共に、新規治療法の開発に繋がるシーズを取得することである。令和５年度は以下の研究を行った。
１．ドキシサイクリンの投与により全身性に変異型ACVR1が発現されるトランスジェニックマウスの腓腹筋に損傷を与えた後、HO形成の初期においてRNAを抽出し、Bulk RNA sequencingを行った。Gene Set Enrichment Analysisの結果、損傷により軟骨分化関連遺伝子群の発現の上昇と同時に、HOの起源細胞であるFibro/Adipogenic progenitor (以下FAPs)関連遺伝子群の発現促進が見られた。酸化的リン酸化の阻害剤IACS-010759（以下IACS）の投与によりこれらの遺伝子群の発現が低下した。FAPsのマーカーであるPDGFRαとミトコンドリア生合成のマーカーであるTOMM20の免疫染色により、FAPsの活性化および軟骨分化においてミトコンドリア生合成が促進されている結果が示された。
２．損傷を与えた筋肉のFFPE切片を作製し、空間的遺伝子発現解析（以下Visium）を行った。非損傷部位に比べて、損傷部位においてPDGFRα、TOMM20およびSOX9の高発現が確認された。
３．シングルセルRNAシーケンシング解析において、損傷によるFAPsの活性化のダイナミックを解析した。また、損傷により炎症性細胞であるマクロファージが劇的に増殖した。FAPsとマクロファージの各Clusterを解析し、損傷による経時的な変化を調査し、IACSが与える影響の詳細を調べた。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
