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本研究は、出生後に肺胞形成に異常を示すエンドセリン（ET）-2遺伝子欠損マウスをツールとして用い、血管内皮細胞と肺胞上皮細胞のクロストークによる肺胞成熟過程に着目して、呼吸の開始が肺胞の組織幹細胞を刺激して組織の再構築を促すメカニズムの解明を目指すものである。
2021年度は、以下の研究を実施した。
①肺におけるET-2発現細胞の同定： ET-2遺伝子欠損マウスで認められる肺の表現型の分子機構を明らかにする目的で、野生型マウスおよびET-2遺伝子欠損マウスの新生児から肺を摘出し、シングルセルRNAシークエンス解析を実施した。その結果、肺においてET-2を発現する細胞種を複数同定した。さらにET-2の欠損により出現した細胞クラスターを同定した。具体的には未分化な好中球が多数出現し、ET-2欠損の表現型に炎症が関与していることが明らかとなった。
②呼吸器疾患モデルにおけるET-2機能の解析： ET-2を気管上皮細胞特異的に欠損したマウスを用いてブレオマイシンによる肺線維症モデルを作製・解析した。その結果、ET-2欠損マウスでは肺線維症の病態が悪化することを明らかにし、その分子メカニズムとしてET-2の欠損により内皮間葉転換が促進されることを見出した。これらの成果を取りまとめて論文として報告した。
③新たなマウスの作出とその解析： ET-2の特異的な発現様式を明らかにするために、生体イメージング法を用いた解析を試みた。具体的には、ET-2プロモーター下に発光レポーター遺伝子をCRISPER-cas9システムを用いて組み込んだノックインマウスを作出した。このマウスでは、腸管にてレポーターの発現を確認することができた。これらのマウスを用いて、多光子顕微鏡を用いて、生体で酸素濃度を変化させることにより肺におけるET-2の発現と肺血管をリアルタイムで観察することを試みている。
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