Spatial Transcriptome Analysis of Hirschsprung's Disease for Pathophysiology and Therapeutic Application

• Project/Area Number: 23KK0296
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 藤原 なほ 順天堂大学, 医学部, 准教授 (20589543)
• Project Period (FY): 2023 – 2025
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
• Keywords: 腸管神経 / ヒルシュスプルング病 / 細胞移植 / 再生医療 / トランスクリプトーム解析 / Hirschsprung病

Outline of Research at the Start

カナダ・トロント大学と国際共同研究を行い、新技術MERFISH法による空間トランスクリプトーム解析の技術を用いてモデルマウス・ヒト検体を活用し、H病腸管の神経細胞および微小環境を詳細に解析する。正常な腸管とH病腸管の部位における遺伝子発現パターンから、移植細胞の生着と分化に関連する遺伝子群を同定し、病態に関わる因子を解明する。神経幹細胞の生物学的マーカーを特定し、シグナル分子の役割を明確にする。
これにより、基課題の達成に必要な疾患の分子病態解明のみならず根本的な治療ターゲットを同定することで新たな治療法開発に重要な意義を持つ。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ヒトの表現型と酷似していることからH病モデルマウスとして世界中で利用されているEDNRB-KOマウスおよびヒト腸管における神経細胞および細胞外因子の特徴を見出すため、MERFISH技術を用いた空間トランスクリプトーム解析によって発現遺伝子の同定を行う。正常な腸管とH病腸管の部位における遺伝子発現パターンから、移植細胞の生着と分化に関連する遺伝子群を同定し、病態に関わる因子を解明する。神経幹細胞の生物学的マーカーを特定し、シグナル分子の役割を明確にすることを目的とする。
本年度は開始１年目であるため、共同研究先であるトロント大学との打ち合わせ、研究計画の見直し等が中心となっている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

トロント大学と実験詳細を確認。先行研究で対象としている壊死性腸炎と今回我々が対象とするヒルシュスプルング病との相違、遺伝子発現パターンの適応性について議論を行った。モデルマウス作成およびサンプルの採取、さらにはgene panelの作成を開始した。

Strategy for Future Research Activity

まずはトロント大学で胎児期13.5、15.5のモデルマウスサンプルを採取し、解析を開始。その結果を確認し、計画通り他のタイムポイントも解析実施する。MERFISH解析には解析部位のsegmentationとその部位のある細胞種の同定がまずは必要となるため、共同研究先の支援を受け実施予定である。