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シングルセル解析手法を用いた骨髄間質細胞の機能の解明と骨再生療法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K19236
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57060:外科系歯学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

松下 祐樹  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (00713827)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード軟骨原基 / 傍軟骨膜 / 骨髄間質細胞 / 細胞系譜追跡 / シングルセル解析
研究開始時の研究の概要

成体における骨髄間質細胞は、間葉系幹細胞としての機能を有しており、骨芽細胞をはじめとする間葉系細胞に分化することで、骨折などの損傷時の組織再生に寄与する。骨髄間質細胞は胎生期の間葉系凝集やその周囲の軟骨膜の細胞に由来すると言われているが、その詳細な分化過程は明らかにされていない。今回申請者は、間葉系凝集由来および軟骨膜由来の骨髄間質細胞が生体骨髄において異なる機能を果たすという仮説を立て、それぞれに由来する細胞をタモキシフェン誘導性に時期特異的に標識するCreERマウスを用い、一細胞レベルでのゲノムワイドな網羅的解析を行いこれらの骨髄間質細胞の基本的な性質を明らかにする。

研究成果の概要

成体における骨髄間質細胞は、間葉系幹細胞としての機能を有しており、骨芽細胞をはじめとする間葉系細胞に分化することで、骨折などの損傷時の組織再生に寄与する。骨髄間質細胞は胎生期の間葉系凝集やその周囲の軟骨膜の細胞に由来すると言われているが、これらの異なる起源の細胞がどのように多様な骨髄間質細胞群の構築に寄与しているかはこれまでに明らかにされていなかった。本研究では胎生期の軟骨原基を構成する細胞と周囲の軟骨膜細胞が骨格系細胞を形成する過程を細胞系譜追跡によって明らかにした。さらに最終的に構成された骨髄間質細胞の多様性をその発生起源とともに解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年のシングルセル解析の発展により、骨髄間質細胞を含む骨格系細胞の多様性の解析が進んでいる。しかしながら、骨髄間葉系幹細胞の候補と言われている骨髄間質細胞についてはその起源は正確には分かっていなかった。本研究成果により、骨髄間質細胞の二つの起源となる細胞が明らかになった。このことにより、骨格の発生、成長過程における、細胞の系譜が明らかとなり、発生生物学研究や幹細胞研究の発展に寄与する。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] University of Michigan/UT Health Science Center(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan/Harvard University/Washington University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Intercellular Interactions of an Adipogenic CXCL12-Expressing Stromal Cell Subset in Murine Bone Marrow2021

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Chu Angel Ka Yan、Ono Wanida、Welch Joshua D、Ono Noriaki
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 36 号: 6 ページ: 1145-1158

    • DOI

      10.1002/jbmr.4282

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Flow Cytometry-Based Analysis of the Mouse Bone Marrow Stromal and Perivascular Compartment2021

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Wanida、Ono Noriaki
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2308 ページ: 83-94

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1425-9_7

    • ISBN
      9781071614242, 9781071614259
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Wnt-mediated transformation of the bone marrow stromal cell identity orchestrates skeletal regeneration.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita, Y., Nagata, M., Kozloff, K.M., Welch, J.D., Mizuhashi, K., Tokavanich, N., Hallett, S.A., Link, D.C., Nagasawa, T., Ono, W., and Ono, N*.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 332-332

    • DOI

      10.1038/s41467-019-14029-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth plate skeletal stem cells and their transition from cartilage to bone2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Wanida、Ono Noriaki
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 136 ページ: 115359-115359

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115359

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Skeletal Stem Cells for Bone Development and Repair: Diversity Matters2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Wanida、Ono Noriaki
    • 雑誌名

      Current Osteoporosis Reports

      巻: 18 号: 3 ページ: 189-198

    • DOI

      10.1007/s11914-020-00572-9

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A three-dimensional analysis of primary failure of eruption in humans and mice.2020

    • 著者名/発表者名
      5)Tokavanich N, Gupta A, Nagata M, Takahashi A, Matsushita Y, Yatabe M, Ruellas A, Cevidanes L, Maki K, Yamaguchi T, Ono N, Ono W.
    • 雑誌名

      Oral Dis

      巻: 26 号: 2 ページ: 391-400

    • DOI

      10.1111/odi.13249

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microsurgical Anatomy of the Superior Wall of the Mandibular Canal and Surrounding Structures: Suggestion for New Classifications for Dental Implantology2019

    • 著者名/発表者名
      Iwanaga Joe、Anand Mahindra Kumar、Jain Mitesh N.、Nagata Mizuki、Matsushita Yuki、Ibaragi Soichiro、Kusukawa Jingo、Tubbs R. Shane
    • 雑誌名

      Clinical Anatomy

      巻: 33 号: 2 ページ: 223-231

    • DOI

      10.1002/ca.23456

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-Cell Analysis of the Liver Epithelium Reveals Dynamic Heterogeneity and an Essential Role for YAP in Homeostasis and Regeneration2019

    • 著者名/発表者名
      Pepe-Mooney Brian J.、Dill Michael T.、Alemany Anna、Ordovas-Montanes Jose、Matsushita Yuki、Rao Anuradha、Sen Anushna、Miyazaki Makoto、Anakk Sayeepriyadarshini、Dawson Paul A.、Ono Noriaki、Shalek Alex K.、van Oudenaarden Alexander、Camargo Fernando D.
    • 雑誌名

      Cell Stem Cell

      巻: 25 号: 1 ページ: 23-38.e8

    • DOI

      10.1016/j.stem.2019.04.004

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth Plate Borderline Chondrocytes Behave as Transient Mesenchymal Precursor Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuhashi Koji、Nagata Mizuki、Matsushita Yuki、Ono Wanida、Ono Noriaki
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 34 号: 8 ページ: 1387-1392

    • DOI

      10.1002/jbmr.3719

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Distinct cellular origins of the fetal cartilage dictate bone marrow stromal cell heterogeneity2021

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Noriaki
    • 学会等名
      American Society for Bone and Mineral Research, 43th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Notch effector Hes1 marks early perichondrial progenitor cells in endochondral bone development2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Noriaki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Notch effector Hes1 marks early perichondrial progenitor cells in endochondral bone development2020

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Noriaki
    • 学会等名
      Gordon Research Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-cell analysis unveils unique cell plasticity of native bone marrow stromal cells in bone regeneration2019

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Yuki、Ono Noriaki
    • 学会等名
      American Society for Bone and Mineral Research, 41st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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