三次元血管モデルを用いた弾性線維のde novo形成機構の解明と再生法の開発
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23K18320
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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 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
横山 詩子 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (70404994)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒滝 大翼 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (10568455)
中村 隆 東京医科大学, 医学部, 助教 (30772371)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 弾性線維 / 細胞外マトリックス / 組織工学 / 平滑筋 |
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| Outline of Research at the Start |
三次元血管モデルを用いて、①弾性線維形成過程のステージ特異的マーカーを選定した後に、②弾性線維「形成期」サンプルを用いて弾性線維形成のマスター制御因子を同定する。最終年度で③成体で血管弾性線維の再生ができるかを検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
大血管では血圧変動を緩衝して効率よく血液を送達するために「弾性線維」が不可欠である。しかしながら成体では弾性線維の形成能は失われており、弾性線維は再生されない。したがって、慢性炎症による弾性線維の破壊を特徴とする大動脈瘤は不可逆的に進行して治癒することはない。弾性線維の形成に必要な構成分子は30種以上にのぼり、個々の分子の役割は明らかにされつつあるが、適切な実験系が存在しないために、多くの分子を統合して精密な立体構造をとる弾性線維を形成させる機序はいまだ不明である我々はラット新生仔大動脈平滑筋細胞にマトリクスナノ薄膜を形成させて細胞を積層することで、細胞のみから層状に弾性線維がde novo形成される生理的な三次元血管モデルを構築した。本研究ではこの独自モデルを用いて弾性線維形成のマスター制御因子を見出し、弾性線維を再生させる新規治療法を開発することを目的とした。本研究では、従来の単層培養やin vivo実験では明らかにできなかった時空間的な弾性線維形成の機序を包括的に解明することで、弾性線維の再生による大動脈瘤の積極的治療法の開発や、将来的には高い伸縮性が欠かせない肺や皮下組織の再生治療にも繋がる礎となる知見が得られることが期待される。２０２３年度は、本三次元血管モデルの弾性線維形成が従来弾性線維形成に関与することが知られている分子によって制御されているかを検討した。既知の弾性線維構成成分であるfibulin-4をゲノム編集で欠損させた細胞を積層すると弾性線維形成が認められなかった。これらより本モデルを弾性線維形成の機序の解明に用いる妥当性が示されるとともに、弾性線維制御に主たる役割を果たす候補蛋白が得られたときの検証実験が可能であることが示された。
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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
本モデルを弾性線維形成の機序の解明に用いる妥当性が示されるとともに、弾性線維制御に主たる役割を果たす候補蛋白が得られたときの検証実験が可能であることが示されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
弾性線維形成過程を再現した本血管モデルを用いてステージ特異的マーカーを選定する予定である。弾性線維が形成が始まるときと、形成が進んでから、といった各ステージのサンプルでbulk RNA-seqを行った後、DEseq2を用いて発現差異解析等を行い、各ステージを代表する分子を選定し、その機能を検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(20 results)
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[Presentation] Vascular elastic lamellae fabricated in vitro by a layer-by-layer method2023
Author(s)
Shota Tanifuji, Takashi Nakamura, Shota Futagami, Christian Nanga Chick, Yuji Naito, Tomoyuki Kojima, Takuya Naruto, Toyonobu Usuki, Michiya Matsusaki, Utako Yokoyama
Organizer
Tissue, Matrix, and Pathobiology:Joint Meeting of ASMB, HCS, and ASIP
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[Presentation] Hydrostatic pressure under hypoxia enables the fabrication of the human vascular smooth muscle cell graft.2023
Author(s)
Kojima Tomoyuki, Nakamura Takashi, Saito Junichi, Hidaka Yuko, Akimoto Taisuke, Inoue Hana, Christian Chick Nanga, Usuki Toyonobu, Kaneko Makoto, Miyagi Etsuko, Ishikawa Yoshihiro, Yokoyama Utako.
Organizer
The 18th congress of asian society of pediatric research
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