一次造血とその循環を担う内皮ネットワーク形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21K06739
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分48010:解剖学関連
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 佐波 理恵 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80378893)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 一次造血 / 心臓発生 / 内皮ネットワーク / Sox17 / マウス / 3Dイメージング / ライトシート顕微鏡 / 画像解析 / 心臓血管形成 / イメージング / 3Dシングルセルシーケンス

研究開始時の研究の概要

哺乳類発生において卵黄嚢での血球分化と血管形成を担う一次造血系と、胚体での血球分化とその循環を担う心臓血管系は、互いに連関しネットワークを構成するが、その形成過程を制御する分子機構は多くが未解明である。本研究は、このネットワーク形成の鍵となるSOX17陽性内皮前駆細胞群に着目し、全胚3D蛍光イメージングを駆使してそれらの時空間分布・遺伝子発現様式の多様性とその制御機構・分化過程を解析することで、一次造血とその循環を担う心臓血管系内皮細胞のネットワーク形成過程への理解を深める基盤研究を展開する。

研究成果の概要

本研究は、一次造血とその循環を担う心臓血管系内皮細胞のネットワーク形成過程の可視化と分子制御メカニズムの解明を目的として行った。報告者は、全胚培養系を確立して複合変異マウスの全胚免疫染色を行い、レーザー共焦点顕微鏡及びライトシート顕微鏡を用いてこれらの蛍光3D画像を取得・解析した。その結果、胚発生の最初期に出現するSOX17陽性の内皮前駆細胞群は、mesodermal wing のみに分布して心内膜と背側大動脈に寄与するが、胚体外組織での一次造血には寄与しないことを明らかとなった。これらの成果を第45回日本分子生物学会年会（2022年）と第56回日本発生生物学会年会（2023年）で報告した

研究成果の学術的意義や社会的意義

一次造血系と心臓血管系は、最初期に胚体内外で同時進行する器官形成過程であるが、それらを連関する内皮ネットワーク形成についての発生学的・解剖学的な知見は少なかった。本研究では、マウス全胚培養系・免疫染色系・3Dイメージング及び解析系を構築・駆使して、発生最初期に卵黄嚢での一次造血と、胚体での心臓血管形成に寄与する内皮前駆細胞群は分布・由来が異なり、後者は胚体 mesodermal wing で派生してSOX17陽性である事を明らかにした。報告者は本研究結果が、造血・心臓血管系内皮ネットワーク形成制御機構を解析するための重要な知的・技術的基盤となると考えている。