2022 Fiscal Year Annual Research Report
心室筋細胞特異的な分化運命決定および転写制御機構の解明
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22H02799
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
渡邉 裕介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20562333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 修 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (40283593)
垣花 優希 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, リサーチフェロー (40910534)
橋本 大輝 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, リサーチフェロー (40911342)
八代 健太 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60432506)
原田 恭弘 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, リサーチフェロー (70911402)
LAMRI LYNDA 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, リサーチフェロー (90883984)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 心室筋 / 前駆細胞 / 心原基 / 左心室 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、心室筋細胞への分化運命決定および心室筋細胞特異的な遺伝子発現制御の分子機構を明らかにすることを目的としている。研究代表者らが同定したHey2エンハンサーは心原基形成期の左心室筋前駆細胞およびその後の胎仔期の心室筋細胞で特異的な転写活性を示す。本年度はこのHey2エンハンサーを利用した心原基形成期の左心室筋前駆細胞の遺伝子発現と局在の解析およびHey2エンハンサー活性化細胞とTbx5発現細胞の二重細胞系譜解析を実施した。
Hey2エンハンサー-LacZ Tgマウスの心原基形成期胚を用いてシングルセルRNA-seq解析を実施したところ、胚の細胞は遺伝子発現の特徴によって15のクラスターに分けられた。そのうち、Hey2エンハンサーは心臓細胞クラスターで活性化していた。さらに心臓クラスターを遺伝子発現の特徴によってさらに細分化したところ、Hey2エンハンサーは特定の心臓前駆細胞クラスターで活性化していることが示された。RNAscopeによる心原基形成期の全胚染色を実施したところ、シングルセルRNA-seqで得られた結果と同様に、Hey2エンハンサーは特定の心臓前駆細胞で活性化していることが示された。
また、Hey2エンハンサー-DreERT2 Tgマウス、Tbx5-CreERT2 TgマウスとDre活性およびCre活性によって蛍光レポーターが発現するマウスを導入・交配して系譜解析を開始した。妊娠マウスへのタモキシフェン投与により、心原基形成期の同一胚内でHey2エンハンサー活性化細胞とTbx5発現細胞を別々の蛍光色により標識し、その後の心臓内への寄与を観察した。その結果、心原基形成期の両細胞系譜はともに左心室筋形成に寄与していることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、Hey2エンハンサー-LacZ Tgマウスの心原基形成期胚を用いたシングルセルRNA-seq解析、RNAscopeによる遺伝子発現解析を実施し、Hey2エンハンサーが活性化している心臓前駆細胞の特徴を捉えることができた。また、Hey2エンハンサー-DreERT2 Tgマウス、Tbx5-CreERT2 TgマウスとDre活性およびCre活性によって蛍光レポーターが発現するマウスを用いて、心原基形成期のHey2エンハンサー活性化細胞とTbx5発現細胞の同一胚内での二重細胞系譜解析を開始することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
心原基形成期のHey2エンハンサー-LacZ Tgマウス胚を用いたシングルセルRNA-seq解析およびRNAscope解析をさらに進行させ、心臓前駆細胞内でのHey2エンハンサー活性化細胞群と非活性化細胞群での遺伝子発現を比較し、いずれかの細胞群で高発現している転写因子やシグナル伝達系の構成因子を抽出する。心原基形成期胚でHey2エンハンサー活性化細胞と抽出因子発現細胞の局在比較を行うことで、心臓前駆細胞内でHey2エンハンサーを活性化または抑制する候補因子を得る。
Hey2エンハンサー-DreERT2 Tgマウス、Tbx5-CreERT2マウスとDre活性およびCre活性によって蛍光レポーターが発現するマウスを用いた二重細胞系譜解析をさらに進行させ、心原基形成の早期と後期の違いによってHey2エンハンサー活性化細胞とTbx5発現細胞の左心室筋への寄与に違いが生じているかを解析し、左心室筋前駆細胞の多様性について検討する。
また、Hey2エンハンサー-CreERT2マウスとRosa-DTA（ジフテリアトキシンA）マウスを交配し、妊娠マウスにタモキシフェンを投与することで心原基形成期のHey2エンハンサー活性化細胞を除去する。その後の心臓形成における表現型を観察することで、心原基形成期のHey2エンハンサー活性化細胞の心臓形成における重要性を解析する。
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