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マルチオミックス解析による大動脈瘤破裂の血管リモデリング機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15366
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分48040:医化学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

杉山 夏緒里  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (20889662)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード大動脈瘤 / ラマン分光法 / 多変量解析 / 細胞外マトリクス / 多変量スペクトル分解 / 遺伝子発現解析 / RNA-seq法 / 胸部大動脈瘤 / 大動脈瘤破裂
研究開始時の研究の概要

大動脈瘤は血管壁が異常に拡張する疾患で、瘤破裂時の死亡率は非常に高いが、その機序の詳細は不明である。破裂地点を定めたモデルは存在せず、破裂直前の原因因子は未解明である。そこで、本研究は、破裂誘発マウスモデルを作製し、破裂直前の血管リモデリングを時系列的に探索する。生体分子の分子構造情報がラベルフリーで得られるラマン分光法と、位置情報を含んだ微小領域におけるRNAseq解析による遺伝子発現情報を組み合わせたマルチオミックス解析手法を提案し、破裂直前の血管壁の構造が変化する血管リモデリング機序を明らかにする。

研究実績の概要

大動脈瘤は、大動脈径が通常より1.5倍拡張する疾患で、発生機序の詳細は未だ不明である。我が国の大動脈瘤患者数は年々増加傾向にあり、破裂による死亡率は60%以上と非常に高いが、破裂前の予兆は少なく、根本的治療薬は存在しない。そこで、本研究は大動脈瘤破裂前に起こる血管リモデリングの解明を目的に行う。
具体的には、大動脈瘤破裂モデルマウスにおいて、破裂直前のシグナル探索のために、血管の位置ごとや経時変化による血管壁の構造変化を解明する。野生型マウスと大動脈瘤モデルマウスについて、薬剤投与・非投与についてラマン分光法によって破裂に関連するシグナル探索に向けて解析を行い、薬剤投与群において破裂直前に増加する因子を発見し、それについて詳細解析を試みた。この成分について組織学的解析を行ったところ、染色においても同等の成分が破裂直前に増加していることを同定した。ラマンによる詳細解析については、共焦点ラマン顕微鏡を用いて細胞レベルで解析を行うための条件検討を行った。得られたスペクトルの解析については、よりよい解析が行えるための最適化を行い、同定した成分のスペクトル分解を行った。位置特異的成分抽出のために解析手法の工夫も行った。大動脈1切片の遺伝子発現解析を行い、破裂直前に変動する因子について同定を行った。着目するパスウェイなども検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は、ラマンイメージングの結果に再現性が取れるようデータの蓄積を行った。RNAseqについても、データを論文化に向けてまとめ始めた。

今後の研究の推進方策

次年度は最終年度であるので、得られた結果の論文化に向け学会発表を行いながらデータをまとめ上げる予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Eberhard Karls University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Raman microspectroscopy and Raman imaging reveal biomarkers specific for thoracic aortic aneurysms2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Kaori、Marzi Julia、Alber Julia、Brauchle Eva M.、Ando Masahiro、Yamashiro Yoshito、Ramkhelawon Bhama、Schenke-Layland Katja、Yanagisawa Hiromi
    • 雑誌名

      Cell Reports Medicine

      巻: 2 号: 5 ページ: 100261-100261

    • DOI

      10.1016/j.xcrm.2021.100261

    • NAID

      120007180697

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ラマンイメージングによる胸部大動脈瘤新規バイオマーカーの同定2024

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラマンイメージングによる胸部大動脈瘤関連因子の探索2024

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里
    • 学会等名
      第10回JFAS (Japan/Joy of Fatty Acids Secrets/Society)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multimodal Imaging to Identify Pre-signals for Acute Aortic Dissection by Marfan Syndrome Model Mouse2023

    • 著者名/発表者名
      Kaori Sugiyama, Masahiro Ando, Hiroko Matsunaga, Haruki Uchino, Katja Schenke-Layland, Makoto Arita, Hiromi Yanagisawa, Haruko Takeyama
    • 学会等名
      Elastin, Elastic Fibers, and Microfibrils. Gordon Research Conference, Elastin and 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multimodal Imaging to Identify Pre-signals for Acute Aortic Dissection by Marfan Syndrome Model Mouse2023

    • 著者名/発表者名
      Multimodal Imaging to Identify Pre-signals for Acute Aortic Dissection by Marfan Syndrome Model Mouse
    • 学会等名
      Basic Cardiovascular Science 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルファン症候群モデルマウスを用いた急性大動脈解離因子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里, 安藤正浩, 松永浩子, 木村健一, 内野春希, 有田誠, Katja Schenke-Layland, 柳沢裕美, 竹山春子
    • 学会等名
      第17回メタボロームシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マルファン症候群モデルマウスにおける急性大動脈解離因子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里
    • 学会等名
      第31回日本血管生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ラベルフリーラマンイメージングによるマルファン症候群モデルマウスを用いた急性大動脈解離シグナル探索2023

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里
    • 学会等名
      日本分光学会生細胞分光部会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of collagen-derived biomolecular fingerprints specific for thoracic aortic aneurysms by Raman microspectroscopy and imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Kaori Sugiyama , Julia Marzi , Masahiro Ando , Bhama Ramkhelawon , Katja Schenke-Layland , Hiromi Yanagisawa , Haruko Takeyama
    • 学会等名
      2022年度生物工学会若手研究者の集い(若手会)オンラインセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Label-free imaging for acute aortic dissection by using Marfan syndrome model mouse2022

    • 著者名/発表者名
      Kaori Sugiyama, Masahiro Ando, Ryota Wagatsuma, Hiroko Matsunaga, Francesco Ramirez, Katja Schenke-Layland, Hiromi Yanagisawa, Haruko Takeyama
    • 学会等名
      11th International Symposium on Marfan, Loeys-Dietz, and Related Conditions
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルファン症候群モデルマウスを用いた急性大動脈解離シグナル探索とラベルフリーイメージング作製2022

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里, 安藤正浩, 我妻竜太, 松永浩子, 柳沢裕美, 竹山春子
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマンイメージングと多変量解析を用いた胸部大動脈瘤に特異的な新規バイオマーカーの同定2022

    • 著者名/発表者名
      杉山夏緒里
    • 学会等名
      第30回日本血管生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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