遺伝子改変ゼブラフィッシュの骨イメージングによるメカニカルストレス応答機構の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19KK0233
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分57:口腔科学およびその関連分野
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 茶谷 昌宏 昭和大学, 歯学部, 准教授 (80628628)
• 研究期間 (年度): 2019-10-07 – 2024-03-31
• キーワード: ゼブラフィッシュ / メダカ / 骨 / 血管 / 血球細胞

研究成果の概要

骨形成が異常となるゼブラフィッシュ変異体としてcloche変異体に着目し、種を超えた仕組みを調べるためnpas4l遺伝子欠損メダカを作製した。npas4l欠損型では血球細胞と血管内皮細胞が顕著に減少した。シングルセルRNA-seq解析から、血球細胞と血管内皮細胞の両マーカーを発現する細胞集団が同定され、遺伝子発現解析からヘマンジオブラストは初期胚の周囲に局在することが示唆された。また一部の骨の形成不全が観察され、硬組織形成への血管の関与が示唆された。ゼブラフィッシュの鰭再生時に機能するエンハンサーをメダカに導入し、鰭再生時に発現するエンハンサーを同定した。硬組織再生機構解明が期待される。

自由記述の分野

骨生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で小型魚類を用いることで血球と血管の両者に共通な前駆細胞である血球血管芽細胞の存在を示唆し、それに関する遺伝子発現のデータベースを構築できた点で学術的意義がある。また血管、血球、一部の骨を欠失した変異体を作出しており、その解析から生体内メカニカルストレスの受容メカニズム解明が期待される。血球血管芽細胞はヒトにも存在する幹細胞と考えられており、その分化メカニズム解明により関連疾患の解決が期待されるという点で社会的意義がある。種を超えて保存されている、組織の再生に重要なエンハンサー領域を明らかにすることは、再生医学においても重要な課題であり、将来的に再生医療への貢献が期待される。