計画研究
骨は、骨格の維持にとどまらず、骨代謝、造血・免疫など生体機能の恒常性を維持する上で極めて重要な役割を担う。骨髄内には、役割の異なる多種多様な細胞が存在し、複雑な細胞間ネットワークを形成することで、日々多彩な生命現象が営まれている。例えば、骨を溶かす“破骨細胞”と骨を作る“骨芽細胞”が協調して働くことで、骨の構造が緻密に形作られている。骨の再構築(骨リモデリング)は、破骨細胞が古い骨を溶かすことから開始する。その後、骨芽細胞は溶かされた領域に新しい骨を形成し、自ら産生した骨基質に埋まって骨細胞へと分化して、骨リモデリングが終了すると考えられている。しかしながら、骨は生体で最も硬い組織であるがゆえにシングルセル解析が難しく、骨を構成する細胞社会が一体どのような分子基盤や“論理”で統制されているのかは謎のままである。本研究では、これまで独自に開発してきた骨の生体イメージング技術と、新規に開発する細胞単離・オミクス解析技術を融合させ、骨リモデリングに関わる細胞コミュニティの時空間的相互作用の動態情報と遺伝子発現情報を抽出して紐づけるとともに、社会科学の視点を取り入れた情報学的解析により、骨社会における細胞コミュニティを俯瞰的に理解し、骨リモデリングを支配する基本原理の解明を目指す。本年度は、近接したローカルな細胞コミュニティ間の相互作用を解析するため、生体内環境を保ったまま、特定の細胞集団を識別して採取し遺伝子発現を解析する技術の開発を行った。
2: おおむね順調に進展している
骨社会における細胞コミュニティの紐帯維持機構の解析を行うことができ、本年度終了時としては順調に経過している。
計画班A01で得られた細胞動画像とオミクスデータを紐づけて視覚化し、計画班A02の情報科学的解析と、計画班A03の数理社会解析を通して、骨の動的多細胞社会を支配する基本原理を解明する。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)
Nature Communications
巻: 14 ページ: 4417
10.1038/s41467-023-40094-3
STAR Protocols
巻: 4 ページ: 102654
10.1016/j.xpro.2023.102654
