Elucidation of the regulatory mechanism of coronary vessel formation by cardiomyocytes at the atrioventricular canal

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K15156
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 千葉 彩乃 山形大学, 医学部, 講師 (10794159)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: WNT/βカテニン / 冠血管 / ゼブラフィッシュ

Outline of Annual Research Achievements

私たちは、これまでに、WNT/βカテニンシグナルを可視化するゼブラフィッシュ系統を樹立し、心房と心室をつなぐ房室管領域にWNT/βカテニンシグナルを持続的に活性化する心筋細胞 (βcat ON心筋) が局在することを見出した。ゼブラフィッシュの冠血管は房室管の心内膜の内皮細胞から形成されており、私たちは、βcat ON心筋が冠血管形成に必要であることを見出した。本研究の目的は、βcat ON心筋による部位特異的な冠血管形成機構を明らかにすることで、「なぜ房室管から冠血管が形成されるのか」を明らかにすることである。
はじめに、βcat ON心筋特異的な細胞死によって冠血管形成が抑制される理由を明らかにするため、βcat ON心筋の細胞死を誘導した際の冠血管内皮細胞の増殖や遊走を詳細に観察した。その結果、βcat ON心筋の細胞死は、冠血管内皮のEdU取り込み量や細胞数に影響を与えずに、冠血管の覆う面積と冠血管の長さを減少させた。このことから、βcat ON心筋は冠血管内皮細胞の増殖ではなく遊走を制御することが明らかになった。
また、βcat ON心筋がどのような因子を分泌して冠血管内皮細胞の遊走を調節するのかを明らかにするために、βcat ON心筋と形成初期の冠血管内皮細胞を含む、生後1ヵ月齢の房室管の細胞のシングルセルRNA-Seq解析を行った。その結果、βcat ON心筋でSemaphorinやfibroblast growth factorが発現しており、内皮細胞にその受容体が発現することが明らかになった。これらのシグナルを介して冠血管内皮細胞の遊走を制御する可能性が示唆された。
これまでの結果より、βcat ON心筋による冠血管形成の調節機構が明らかになってきた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

山形大学に異動したことで、国立循環器病研究センターの顕微鏡やゼブラフィッシュを使用する機会が限定された。また、シングルセルRNA-Seqの解析に、想定以上に時間がかかった。これらの理由により、当初は研究内容を論文として発表済みの予定であったものの、いまだアクセプトに至っていない。そのため、予定より遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究結果より、シングルセル解析や、冠血管形成の詳細な解析によって、βcat ON心筋による冠血管形成の促進にsemaphorinやfibroblast growth factorが関与する可能性が示唆された。そこで、それらのシグナルを介して冠血管が形成されるのかを明らかにするために、冠血管形成を開始する1ヵ月齢の個体に阻害薬を処理して、冠血管形成が抑制されるか検証する。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由として、シングルセルRNAシーケンスの解析作業が研究の中心となったことと、参加予定であった国際学会に所属大学の業務で参加できなかったことが挙げられる。また、論文がアクセプトに至っていないため、投稿料を使用していないことも挙げられる。今後は、シングルセル解析から示唆されたシグナル経路の検証にかかる実験費用と、論文投稿料、学会での発表費用として、助成金を使用したい。