研究課題
心筋の分化の過程、すなわち未分化性の心臓前駆細胞がいかにして心房と心室を構成する固有心筋と静脈洞の一部で拍動を制御する洞房結節を構成する特殊心筋へと分化するのか、その分子機構を理解することは再生医療技術の発展において重要な鍵となる。本研究では、これまでに新規に同定した、将来流出路、左心室、心房、静脈洞を構成するための心臓前駆細胞に着目して、未分化性を維持する、もしくは二つの性質の異なる心筋へと分化するために必要な転写因子やシグナル分子を明らかにすることで、心筋分化の分子機構を解明することを目的として研究を進めている。昨年度は、Sfrp5の発現が維持されている細胞が洞房結節を含む刺激伝導系を構成する細胞へと分化すること、Sfrp5を発現し且つMesp1発現系譜細胞ではない細胞が心臓原基内で疎らに存在し、後に刺激伝導系を構成することを観察した。さらに中胚葉が形成される時期に発現する遺伝子のうちで、比較的後期に一過的に発現する遺伝子の発現系譜細胞が、静脈洞及び心房並びに心室内の刺激伝導系へと寄与することが明らかとなった。この観察は、中胚葉形成時に発現する遺伝子の違いが、心臓原基の前後軸に沿った大まかな区画化に反映されることが推察された。今年度は、心臓原基内に存在する、刺激伝導系の前駆細胞のRNAseqによる発現解析を進めようとしているが、単離することが困難だったため、解析後に前駆細胞を同定できるようなマウスの掛け合わせを進めている。また、BMPシグナルの心筋への分化の制御における役割を検討するため、Sfrp5-CreマウスとSmad4－floxed マウスを掛け合わせ心臓前駆細胞内でSmad4を欠損させるマウスを作成し、ようやく胎生8.5日付近で致死となり、心臓が著しく低形成となることを観察した。現在、心筋への分化状態について検討している。
3: やや遅れている
刺激伝導系の前駆細胞のRNAseqによる発現解析を進めるため、心臓原基内に存在するSfrp5を発現し且つMesp1発現系譜細胞ではない細胞の単離を試みていたが、蛍光強度が低い上に数が少なく単離することが困難であったため、発現解析まで至っていない。現在、解析後に、Sfrp5を発現し且つMesp1発現系譜細胞ではない 刺激伝導系の前駆細胞を同定できるよう、工夫したマウスの導入並びに掛け合わせを進め、RNAseqによる発現解析行う予定である。また昨年度、停滞していたSfrp5-CreマウスとSmad4－floxed マウスを掛け合わせたマウスがようやく誕生し、心臓前駆細胞内でSmad4を欠損させるマウス胚を得ることが出来た。しかし、このSfrp5-Cre/Smad4－floxed マウスは体も小さく生殖能力も低く、Smad4－floxed マウスとの掛け合わせに於いて解析に充分な数の胚をとるのには時間を要しているが、時間を掛けながら行う予定である。
早期に発現解析を行い、刺激伝導系の前駆細胞に特異的に発現する遺伝子を同定し、その遺伝子をマーカーとして刺激伝導系の前駆細胞の単離や、分化誘導法の開発へと結びつけたい。また、心臓前駆細胞内でSmad4を欠損させるマウス胚の解析を行い、BMPシグナルの心筋への分化の制御における役割について解析を進める予定である。
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すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)
International Journal of Molecular Sciences
巻: 18(8) ページ: 1704-1717
10.3390/ijms18081704
https://www.hiroshima-u.ac.jp/system/files/89898/BHS_NEWS_Vol12_7.pdf
https://www.hiroshima-u.ac.jp/en/news/43350
