2018 Fiscal Year Annual Research Report
一細胞解析に基づく心不全における非心筋細胞の再定義及びその機能解明
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17J05937
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
候 聡志 東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2019-03-31
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| Keywords | 一細胞解析 / 非心筋細胞 / 心臓線維芽細胞 / 心不全 / HtrA3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
健常及び圧負荷心不全モデルマウスの心臓より非心筋細胞を単離して一細胞トランスクリプトーム解析を行い、それに基づく各種非心筋細胞の分類を行った。その結果、血管内皮細胞, 線維芽細胞, 平滑筋細胞, 免疫系細胞（白血球）の４群に別れた。各々の細胞集団に特徴的な遺伝子発現ネットワークを同定することに成功したが、そのうちの線維芽細胞で特徴的に発現している遺伝子のネットワーク解析を行ったところ、まだ機能が知られていないHtrA3（High temperature requirement A serine peptidase 3）を見出した。
HtrA3 KOマウスを作成して解析したところ、通常では心室壁肥厚を認めた他、特に圧負荷に際して高度な心拡大, 心機能低下を認めた。野生型マウスに比べてHtrA3 KOマウスでは高度な線維化が生じており、その原因としてpSmad2/3の増加を認めたことから、TGFβシグナルの活性化が考えられた。初代培養線維芽細胞にHtrA3の過剰発現やknock downを行った結果、HtrA3はTGFβ成熟過程でそれを分解することで、成熟TGFβが減少し、その結果TGFβシグナルが抑えられることが分かった。
HtrA3 KOマウスでも同様にTGFβシグナルの亢進が認められ、圧負荷に対する脆弱性はTGFβ中和抗体の投与により改善することも分かった。最後に野生型マウス及びHtrA3 KOマウスから別々に線維芽細胞を回収して一細胞RNAseqを行い、線維芽細胞では膠原線維や細胞外マトリクスタンパク、TGFβシグナル下流遺伝子の活性化を認めた。以上から、HtrA3シグナルは線維芽細胞において、TGFβシグナルの過剰活性化を防ぐための一種の恒常性維持機構であると考えられる。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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