| 研究課題/領域番号 |
18K08061
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中山 幸輝 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (70721885)
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| 研究分担者 |
藤生 克仁 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (30422306)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 心不全 / マクロファージ / エピゲノム / 造血幹細胞 |
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| 研究実績の概要 |
現代の高齢化社会において、心不全患者はますます増加しているが、高齢者の繰り返す心不全に対して有効な治療法はない。若年の時には恒常性を維持することが出来る外的ストレスに対しての可塑性が加齢により失われる。我々はこれまで、心臓の間質に存在するマクロファージが分泌蛋白を介して心保護的に作用することを報告してきた。そこで、心臓マクロファージが老化すると様々な外的シグナルに対して可塑性を失い、炎症型の表現型になることが心不全の病態生理において重要と考えた。心臓マクロファージの細胞起源は、出生時は胎児肝単球由来であるが、加齢や心不全になると骨髄造血幹細胞由来となる。加齢により造血幹細胞も老化するが、心臓マクロファージの表現系がどのように変化するかは未知である。老化、心不全といった病的モデルにおける、心臓組織の微小環境に与える影響と心機能の表現型を解析する。
老化マウスの骨髄移植後の心臓マクロファージを解析すると、心保護マクロファージの割合が低くなった。さらに慢性期には、心臓線維化を引き起こして心収縮力が低下した。細胞分化には、微小環境と細胞相互作用が関与する。細胞起源の変遷や骨髄老化の内因的因子（エビゲノムの変化）が分化に与える影響を解析する細胞競合的骨髄移植を行うと、骨髄老化が心臓マクロファージの分化、表現型に与える影響がわかった。この分子機序の解明が心臓の老化を抑制する新たな治療標的になると考えられた。造血幹細胞の内因的変化によって組織マクロファージの分化様式が変化し、さらにそれが臓器の構造的リモデリングを引き起こす、という結果はこれまでに報告がない。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
心不全になった時にも、骨髄の造血幹細胞が内因的に変化することが分かり、老化モデルと同様に組織マクロファージ分化様式にも影響を与えることが分かった。心不全マウスの骨髄移植により慢性期に心臓の構造的リモデリングを引き起こし、造血幹細胞の内因的な変化がやはり臓器機能のフィットネスを変容することが分かった。心不全になった時の造血幹細胞の質的な変化や分子機序については分かっていない。これまでに心不全を起こした時の造血幹細胞のエピゲノム（ATAC-seq）、トランスクリプトーム（scRNA-seq）を行うことで、あるシグナルパスウェイに関わる遺伝子に差があることが分かった。このパスウェイは造血幹細胞の未分化維持にも重要な役割になっていることが分かっており、心不全状態になると骨髄内の構造的リモデリングが起きてシグナルの活性化状態が変化することが考えられた。心不全の病態生理に、このような新たなパスウェイが同定されたことは治療につながり、新たな研究発展が得られることになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記解析から推定された、骨髄内の造血幹細胞ニッチにおけるサイトカインの変化について、免疫染色や蛋白定量を行って同定する。さらにサイトカインの添加や阻害によって骨髄造血幹細胞がどのように変化し、さらには組織マクロファージへの分化様式がどのように変わるかを解析する。このことが組織の機能的変化を引き起こすことが分かれば、心不全治療の新たな治療標的としての研究発展につながると考えられる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今後も次世代シーケンサーを使用した発現解析やゲノムシーケンスを行う必要があり、多額の費用が予想された。これまでの予備検討で得られたデータをもとにして動物実験も本格化するため実験動物の飼育維持や介入にも費用を要す。また、得られたデータをもとに今後さらなる学会発表や海外での発表、議論も予定しており旅費も含めた予算が必要と考えられた。
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