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シングルセル解析を用いたオートファジー依存型結石抑制遺伝子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 22K09508
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56030:泌尿器科学関連
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

海野 怜  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (40755683)

研究分担者 田口 和己  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (00595184)
安藤 亮介  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30381867)
安井 孝周  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153)
岡田 淳志  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70444966)
杉野 輝明  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (70881746)
濱本 周造  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (80551267)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードオートファジー / 尿路結石 / RNA sequencing / シングルセル / 腎結石 / シングルセルRNAシークエンス
研究開始時の研究の概要

尿路結石の生涯罹患率は増加しており、形成機序の解明と再発予防法の確立は急務である。私たちは、細胞保護作用をもつオートファジーの低下が、結石形成の契機になることを発見し、オートファジーの制御により結石形成を予防できるという概念を提唱した。本研究では、上述した研究[1] [2]で腎尿細管培養細胞、ヒト腎乳頭組織を用いたトランスクリプトーム解析を行い、結石抑制に特異的なオートファジー依存型結石抑制遺伝子を同定する。さらに、上述研究[3]で同定遺伝子の結石抑制効果をマウスモデルで検証することで、分子標的治療へと臨床応用することを目指す。

研究実績の概要

オートファジー活性を調べるために、tandem fluorescent-tagged LC3 (tfLC3) を48時間transfectionしたHK2細胞(5x104個/well)に対して、CaOx1水和物(COM)結晶を1, 10, 20, 40μg/cm2の濃度で、2, 6, 12, 24, 48時間暴露させた。細胞を回収後、細胞を単離・溶解し、mRNAをバーコードを付加したビーズとハイブリダイズさせる。逆転写反応を行い、バーコード配列を有したcDNAを作成、増幅させ、library準備を行い、sequencingを行った。
オートファジーの活性を、共焦点顕微鏡によるGFP-RFP-MAP1LC3シグナルの観察で評価したところ結晶負荷により有意にオートーファジーが低下した。さらにシークエンス結果を、発現差異解析 (Differential expression gene analysis: DEGA): scanpy softwareのrank_genes_group moduleを使い群間の遺伝子発現の差を計算したところ、結晶負荷した群においてはMIFやIL6、さらには炎症性マクロファージに代表される炎症の遺伝子が有意に上昇していた。つぎに、擬時系列解析 (Pseudotime analysis)によって、主成分分析(PCA)による次元削減後の発現プロファイルの類似度に基づいて推定された軸に沿って細胞を配置し、細胞間で起点となる群から終点となる群を同定したところ、これら炎症系の遺伝子をマーカーとする細胞集団群が起点となる可能性が示唆された。

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

In vitroの研究は計画通り進んでいる。ヒト検体の結果は、現在解析中であり、そちらも順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

解析を進めていく

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] (Symposium)Deregulated mTOR is responsible for autophagy defects exacerbating kidney stone development2023

    • 著者名/発表者名
      Unno Rei
    • 学会等名
      第110回日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single cell transcriptional profiles of benign prostatic hyperplasia2023

    • 著者名/発表者名
      Unno Rei, Jon Akutagawa, Hanging Song, Heiko Yang, Thomas Chi, Franklin W. Huang
    • 学会等名
      American Urological Association's 2023 Annual Meeting (AUA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deregulated mTOR (mechanistic target of rapamycin kinase) is responsible for autophagy defects exacerbating kidney stone development2022

    • 著者名/発表者名
      Unno Rei
    • 学会等名
      American Urological Association Annual Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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