2021 Fiscal Year Annual Research Report
Integrative understanding of the development, evolution, disease and regeneration of the coronary circulatory system based on multicellular interaction
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19H01048
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
栗原 裕基 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (20221947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富田 幸子 ヤマザキ動物看護大学, 動物看護学部, 教授 (40231451)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 心臓血管系 / 冠循環 / 発生 / 病態 / 再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、冠循環発生における多細胞系譜間相互作用の役割の解明、多細胞連携に基づいた脊椎動物における冠循環の進化に関する仮説の提示、発生学的知見に基づく新しい治療法創出基盤の形成を実現することである。心臓に流入する神経堤細胞にエンドセリンシグナルが作用して冠動脈平滑筋を形成するというこれまでの知見をもとに、神経堤細胞から平滑筋細胞への分化に至る転写ネットワークをシングルセルマルチオーム解析によって明らかにした。また、マウス胎生期冠動脈起始部が、大動脈心外膜下脈管網（ASV）と心室側血管網の接合部に生じる大動脈への複数チャネルから、Sema3E-PlexinD1シグナルを介した心外膜と内皮間の細胞間相互作用によるリモデリングによって形成されることを明らかにした。さらに、マウスと鳥類の胎生期のASV形成過程を解析し、ASVと心大血管腹側のリンパ管、咽頭領域のリンパ管網が二次心臓領域に由来すること、ASVの起始部と走行は魚類と両生類の冠動脈と相同関係が示唆されることから、羊膜類の冠動脈起始部は進化の過程における新規形質であるという仮説を提唱した。一方、心臓発生の過程で神経堤細胞にマクロファージ分化誘導因子を産生する細胞群が存在し、マクロファージとの共局在や鳥類胚による神経堤除去によるマクロファージ分布の変化などから、神経堤細胞とマクロファージを中心とした細胞間連携機構の存在が示唆された。さらに、マウス冠動脈結紮による心筋梗塞部位において、発生期と類似するマクロファージクラスターの増加、血管及びリンパ管新生に加えて神経堤由来細胞の増加が見られ、心臓発生過程と共通する細胞間連携が示唆された。以上の成果は、心臓血管系を発生・進化・病態の3つの視点から複合的に捉える新たな理解に貢献するとともに、心疾患の病態の理解と新規治療法開発にもつながることが期待される。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 単一細胞・空間遺伝子発現解析よる心臓内神経堤細胞の分化運命決定2021
Author(s)
Akiyasu Iwase, Yasunobu Uchijima, Daiki Seya , Mayuko Kida, Hiroki Higashiyama, Kazuhiro Matsui, Akashi Taguchi, Shogo Yamamoto, Shiro Fukuda, Seitaro Nomura, Takahide Kohro, Chisa Shukunami, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Youichiro Wada, Hiroyuki Aburatani, Yukiko Kurihara, Sachiko Miyagawa-Tomita, Hiroki Kurihara
Organizer
第44回日本分子生物学会
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[Presentation] Multimodal analysis of intra-cardiac neural crest cells2021
Author(s)
Akiyasu Iwase, Yasunobu Uchijima, Daiki Seya , Mayuko Kida, Hiroki Higashiyama, Kazuhiro Matsui, Akashi Taguchi, Shogo Yamamoto, Shiro Fukuda, Seitaro Nomura, Takahide Kohro, Chisa Shukunami, Masahide Seki, Yutaka Suzuki, Youichiro Wada, Hiroyuki Aburatani, Yukiko Kurihara, Sachiko Miyagawa-Tomita, Hiroki Kurihara
Organizer
第20回日本心臓血管発生研究会
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[Presentation] 血管新生の数理モデル ー３次元への拡張2021
Author(s)
酒井 一馬 (東京大学大学院数理科学研究科), 林 達也 (北海道大学大学院情報科学研究院), 間田 潤 (日本大学生産工学部), 時弘 哲治 (東京大学大学院数理科学研究科), 礪波 一夫 (東京大学大学院医学系研究科), 栗原 裕基 (東京大学大学院医学系研究科)
Organizer
日本応用数理学会 第17回 研究部会連合発表会
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