全細胞オミクスによる骨格筋組織を構築するシステムの解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00456
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大川 恭行 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 骨格筋分化 / クロマチン構造 / 単一細胞解析 / 空間オミクス

研究実績の概要

マウス骨格筋組織をカルディオトキシン注射により損傷させ、経時的に組織切片を作成した。独自に開発したChILSeq法により、単一細胞レベルで、トランスクリプトーム、プロテオーム、エピゲノムデータをそれぞれ取得した。既に公開している単一細胞エピゲノム解析法ChILseqに、新たに開発した連続免疫染色法、空間トランスクリプトーム技術PIC(photo Isolation Chemistry)を組み合わせた新たなマルチオミクス解析を実践した。本解析では、全て生体組織で行い世界初の試みであると同時に組織内部のエピゲノム変化を解析する先駆的な技術と考えている。切片上に存在する細胞内に含まれるRNAを逆転写後dsDNAに転換し、更にin vitrotranscription(IVT)により増幅させることで１細胞レベルでRNAの検出が可能となった（単一細胞トランスクリプトーム検出）。同様に細胞に存在する分子をあらかじめ消去可能な蛍光を付加した特異的抗体と反応させ、連続的に反応させることで膨大な抗体の種類を同一検体上で解析することが可能となった（単一細胞プロオーム検出）（論文発表準備中、特許申請中）。本手法では、プロテオーム、エピゲノムデータは用いる抗体の種類に依存する。そこで、特にプロテオームデータは筋、免疫細胞、間質細胞の代表的な細胞表面抗原を検出する抗体による細胞集団の大まかな区分けを行ったうえで、代表的なシグナル伝達経路の活性化に絞って定量解析を行った。エピゲノムデータについてはクロマチン構造状態の計測を行った。骨格筋再生過程における細胞集団の同定に向けた包括的なデータ解析を進めており、論文投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Design and implementation of a hybrid cloud system for large-scale human genomic research. (2023)
  • 著者名/発表者名: Masao Nagasaki, Yayoi Sekiya, Akihiro Asakura, Ryo Teraoka, Ryoko Otokozawa, Hiroki Hashimoto, Takahisa Kawaguchi, Keiichiro Fukazawa, Yuichi Inadomi, Ken T Murata, Yasuyuki Ohkawa, Izumi Yamaguchi, Takamichi Mizuhara, Katsushi Tokunaga, Yuji Sekiya, Toshihiro Hanawa, Ryo Yamada, Fumihiko Matsuda.
  • 雑誌名: Hum Genome Var. 巻: 10 ページ: 6
  • DOI: 10.1038/s41439-023-00231-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Senescence atlas reveals an aged-like inflamed niche that blunts muscle regeneration. (2023)
  • 著者名/発表者名: Moiseeva V, Cisneros A, Sica V, Deryagin O, Lai Y, Jung S, Andres E, An J, Segales J, Ortet L, Lukesova V, Volpe G, Benguria A, Dopazo A, Benitah SA, Urano Y, Del Sol A, Esteban MA, Ohkawa Y, Serrano AL, Perdiguero E, Munoz-Canoves P.
  • 雑誌名: Nature 巻: 613 ページ: 169-178
  • DOI: 10.1038/s41586-022-05535-x.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] STREAMING-tag system reveals spatiotemporal relationships between transcriptional regulatory factors and transcriptional activity. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ohishi, Seiru Shimada, Satoshi Uchino, Jieru Li, Yuko Sato, Manabu Shintani, Hitoshi Owada, Yasuyuki Ohkawa, Alexandros Pertsinidis, Takashi Yamamoto, Hiroshi Kimura, Hiroshi Ochiai.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 13 ページ: 7672
  • DOI: 10.1038/s41467-022-35286-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prostaglandin E2 receptor Ptger4b regulates female-specific peptidergic neurons and female sexual receptivity in medaka. (2022)
  • 著者名/発表者名: Thomas Fleming, Yukiko Kikuchi, Mikoto Nakajo, Masaya Tachizawa, Tomoaki Inazumi, Soken Tsuchiya, Yukihiko Sugimoto, Daisuke Saito, Mikita Suyama, Yasuyuki Ohkawa, Takashi Baba, Ken-Ichirou Morohashi, Kataaki Okubo.
  • 雑誌名: Commun Biol. 巻: 5 ページ: 1215
  • DOI: 10.1038/s42003-022-04195-x.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Drosophila transcription factor NF-Y suppresses transcription of the lipase 4 gene, a key gene for lipid storage. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yasuhide Yoshioka, Keisuke Anzai, Ryosuke Kowada, Ken Hiratsuka, Teppei Hirayabu, Masashi Yasuda, Yasuyuki Ohkawa, Tetsuya Sato, Mikita Suyama, Hideki Yoshida, Masamitsu Yamaguchi.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 巻: 420 ページ: 113307
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2022.113307.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tmsb10 triggers fetal Leydig differentiation by suppressing the RAS/ERK pathway. (2022)
  • 著者名/発表者名: Miki Inoue, Takashi Baba, Fumiya Takahashi, Miho Terao, Shogo Yanai, Yuichi Shima, Daisuke Saito, Kei Sugihara, Takashi Miura, Shuji Takada, Mikita Suyama, Yasuyuki Ohkawa, Ken-Ichirou Morohashi.
  • 雑誌名: Commun Biol. 巻: 5 ページ: 974
  • DOI: 10.1038/s42003-022-03941-5.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a drug-response gene in multiple myeloma through longitudinal single-cell transcriptome sequencing. (2022)
  • 著者名/発表者名: Toru Masuda, Shojiro Haji, Yasuhiro Nakashima, Mariko Tsuda, Daisaku Kimura, Akiko Takamatsu, Norifusa Iwahashi, Hironobu Umakoshi, Motoaki Shiratsuchi, Chie Kikutake, Mikita Suyama, Yasuyuki Ohkawa, Yoshihiro Ogawa.
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 ページ: 104781
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.104781.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Uterus-specific transcriptional regulation underlies eggshell pigment production in Japanese quail. (2022)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ishishita, Shumpei Kitahara, Mayuko Takahashi, Sakura Iwasaki, Shoji Tatsumoto, Izumi Hara, Yoshiki Kaneko, Keiji Kinoshita, Katsushi Yamaguchi, Akihito Harada, Yasushige Ohmori, Yasuyuki Ohkawa, Yasuhiro Go, Shuji Shigenobu, Yoichi Matsuda, Takayuki Suzuki.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 17 ページ: e0265008
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0265008.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Photo-isolation chemistry for high-resolution and deep spatial transcriptome with mouse tissue sections. (2022)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Honda, Ryuichi Kimura, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Kaori Tanaka, Yasuyuki Ohkawa, Shinya Oki.
  • 雑誌名: STAR Protoc. 巻: 3 ページ: 101346
  • DOI: 10.1016/j.xpro.2022.101346.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tenogenic Induction From Induced Pluripotent Stem Cells Unveils the Trajectory Towards Tenocyte Differentiation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yoshimoto, Akiyoshi Uezumi, Madoka Ikemoto-Uezumi, Kaori Tanaka, Xinyi Yu, Tamaki Kurosawa, Shinsei Yambe, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa, Yusuke Sotomaru, Chisa Shukunami.
  • 雑誌名: Front Cell Dev Biol. 巻: 10 ページ: 780038
  • DOI: 10.3389/fcell.2022.780038.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Direct Conversion of Human Endothelial Cells Into Liver Cancer-Forming Cells Using Nonintegrative Episomal Vectors. (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Goya, Kenichi Horisawa, Miyako Udono, Yasuyuki Ohkawa, Yoshihiro Ogawa, Sayaka Sekiya, Atsushi Suzuki.
  • 雑誌名: Hepatol Commun 巻: 6 ページ: 1725-1740
  • DOI: 10.1002/hep4.1911.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 単一細胞マルチオミクスによる骨格筋分化制御機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第6回運動器と健康研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Spatial multi-omics for understanding chromatin dynamics (2023)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 2023年度高深度オミクスシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] データから変化を取り出す新たな単一細胞解析技術 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 【富士フイルム】講演
  • 招待講演
• [学会発表] Single-cell multi-targeted chromatin integration labeling technology for understanding chromatin dynamics (2022)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: CSHA meeting on Integrative Epigenetics in Plants
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 空間オミクス技術によるクロマチン構造制御メカニズムの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第95回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞恒常性を担うシグナルと遺伝子発現の制御 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第16回日本臨床ストレス応答学会
  • 招待講演
• [学会発表] 高深度解析による全ゲノムレベルの単一細胞オミクスへの挑戦 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: NGS EXPO 2022
  • 招待講演
• [学会発表] 単一細胞軌跡追跡によるクロマチンダイナミクスの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 2022年度国立遺伝学研究所クロマチン研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Chromatin regulation during skeletal muscle regeneration (2022)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: 第17回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 骨格筋分化のクロマチンダイナミクス (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 日本遺伝学会第94回大会
  • 招待講演
• [学会発表] トランスクリプトミクスで迫る細胞分化能 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 大阪大学産業科学研究所セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Spatial multi-omics for understanding gene expression regulated by cell-cell interaction. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Ohkawa
  • 学会等名: Japan-UK Regulation through Chromatin Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 空間オミクスによる骨格筋組織老化機序の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第8回日本筋学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] クロマチン解析のための新技術開発の現状と今後の展開 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大川恭行
  • 学会等名: 第15回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 招待講演
• [備考] 九州大学 トランスクリプトミクス分野ホームページ
  • URL: https://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/