研究課題
基盤研究(B)
心不全は、心臓の中心的な構成要素である心筋細胞の機能的な破綻により生じます。我々は、心臓の中に存在する全ての細胞のシングルセルレベルの全遺伝子発現を解析することで、心不全発症過程において心筋細胞でどのような遺伝子発現のダイナミクスが生じるかを明らかにすることに成功しました。本研究では、この遺伝子発現の情報を基にして、不全型の心筋細胞をリプログラミングして心不全の病態を改善する治療法の開発を目指します。
我々は、シングルセルRNA-seq解析によって心不全発症において心筋細胞が代償型・不全型に分岐することを明らかにし、不全心筋細胞の誘導の際にはDNA損傷・p53シグナルの活性化が重要であることを見出した。続いて、シングルセルデータから細胞間相互作用を抽出し、心臓線維芽細胞から心筋細胞へと誘導されるTGF-betaシグナルが心筋細胞の老化を誘導していることを解明した。また心筋梗塞後の心臓を空間的トランスクリプトームとシングルセルRNA-seqで統合的に解析し、心筋梗塞境界部で活性化するメカノセンシング遺伝子陽性心筋を同定し、それが心臓リモデリングを代償的に制御していることを見出した。
心不全は、心臓のポンプ機能の低下によって全身に十分な量の血液を送れなくなる病態であり、がんと並んで世界中で多くの患者の命を脅かしています。これまで心不全がなぜ起こるのかわからない点が多かったのですが、我々は心臓を構成する細胞を取り出してそれぞれの細胞に含まれる全ての遺伝子を読み取る技術を確立してその疑問を明らかにすることができました。今後は、この研究で明らかになった心不全のメカニズムに基づいた新しい治療法を開発していきます。
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