シングルセル解析による軟骨細胞シートの作用機序解明

• 研究課題/領域番号: 21K18058
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分90110:生体医工学関連
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 高橋 匠 東海大学, 医学部, 特定研究員 (80783654)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2021年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 変形性膝関節症 / 細胞シート / 関節軟骨 / 硝子軟骨 / シングルセル / 多指症 / iPS細胞 / 軟骨細胞 / シングルセル解析

研究開始時の研究の概要

本研究では、軟骨細胞シートの作用機序を明らかにするため、軟骨細胞シートのシングルセル解析を実施する。これまでドナーや細胞ソースに応じて有効性が異なることを示してきたが、各種軟骨細胞シートには複数の細胞集団が存在することが推察され、有効性が高い軟骨細胞シートに特徴的な細胞集団は明らかにされていない。そのため、軟骨細胞シートのシングル解析により、有効性が高い軟骨細胞シートに存在し有効性に寄与する細胞集団を同定する。また、それらの細胞集団の特性を明らかにすることで、軟骨細胞シートの作用機序の解明に繋げる。

研究実績の概要

本研究では、変形性膝関節症の根治的治療を目標とした軟骨細胞シートの実用化を目指し、軟骨細胞シートの比較をシングルセルで行い、硝子軟骨修復再生に寄与する細胞集団の同定および特性解析を目的とした。これまで我々は、多指症由来軟骨細胞シートはドナーに応じて硝子軟骨修復再生効果が変動することを明らかにし、in vitroおよびin vivoの評価においてドナー選定を行ってきた。また、多指症由来軟骨細胞シートには異なる硝子軟骨修復再生効果を有する細胞集団が混在することが考えられる。そこで本年度は、硝子軟骨修復再生効果が異なる8ドナーをin vitro評価系により2群に分類し、シングルセル解析を実施した。まず、各ドナーより作製した多指症由来軟骨細胞シートより細胞を単離し、Chromium Next GEM Single Cell 3' LT Kitおよび10x Genomics Chromium Controllerを用いて1,000細胞をターゲットにシングルセル化、ライブラリー調整を行った。4.5万リード/細胞でシーケンシングを実施した。今後は、取得したデータの解析を行い、2群間において変動する細胞集団を同定し、それらの細胞集団の硝子軟骨修復再生効果への影響を検証する予定である。