2020 Fiscal Year Annual Research Report
骨格筋の恒常性維持を担う筋衛星細胞－マクロファージ間の相互作用解析
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19K20178
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
小池 博之 日本医科大学, 医学部, 助教 (20821771)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / マクロファージ / サルコペニア / シングルセル解析 / 筋衛星細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サルコペニアは、筋再生不全を背景として発症し、高齢者の体力を低下させる大きな要因となる。損傷を受けた筋組織では、骨格筋特異的な組織幹細胞(筋衛星細胞)を主体とした筋修復と、炎症・炎症収束とが生じており、筋再生が正常に進行するにはそれらが適切に制御されることが必須であるが、その制御機構の実 態は未解明である。そこで、本研究で申請者は筋損傷後の炎症を誘導するマクロファージの機能変化と筋衛星細胞による再生過程の関連性に着目し、それら細胞間相互作用の解明を試みてきた。 マクロファージ特異的な蛍光レポーターマウスを対象にCUBIC法を用いた組織透明化処理を行い、共焦点レーザー顕微鏡を用いて、組織修復過程における筋衛星細胞とマクロファージとの空間的配置情報を取得した。その結果、損傷後3日目にCx3cr1などを発現するマクロファージの数のピークが確認されるとともに、筋衛星細胞と近接しながら筋線維の再生を促していることが観察された。 そこで、損傷後3日目の筋組織中の筋衛星細胞、マクロファージおよび周囲の間葉系細胞を対象とした包括的シングルセルRNAシークエンスを実施した。得られた遺伝子発現プロファイルを元に相互作用解析を行った結果、筋衛星細胞が増殖を亢進するためにマクロファージ・間葉系細胞から受け取っているシグナル経路の候補を特定した。さらに、同定された候補分子の機能を検証するため、ノックアウトマクロファージ細胞をCRISPR法により作出し、検証を行った。その結果、同定された分子は、筋衛星細胞の活性化と増幅に寄与していることが示された。 本研究成果から、マクロファージと筋衛星細胞が直接的に作用しないながら骨格筋再生を進めていることが示された。
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