新規シングルセル解析法を用いたじん肺発症-進展における包括的基盤研究

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08556
• 研究機関: 独立行政法人労働者健康安全機構 日本バイオアッセイ研究センター(試験管理部、病理検査部)
• 研究代表者: 山野 荘太郎 独立行政法人労働者健康安全機構 日本バイオアッセイ研究センター(試験管理部、病理検査部), その他部局等, 室長補佐 (80614528)
• 研究分担者: 杉原 英志 藤田医科大学, オープンファシリティセンター, 准教授 (50464996) ; 七野 成之 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 助教 (70822435)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 塵肺 / 結晶質シリカ / 酸化インジウムスズ / TAS-Seq / シングルセル解析 / 呼吸器疾患 / 肺疾患 / 肺胞蛋白症

研究実績の概要

じん肺は粉じんによって誘発される日本最大の職業性肺疾患であり、肺線維症のみならず肺がんを合併する事が問題となっている。 本研究の目的は、高感度シング ルセル解析技術を駆使し、じん肺の各病態発症-進展過程における構成細胞と異常な細胞間コミュニケーションの特定を時空間軸に沿って俯瞰的に明らかにし、 労働安全衛生に資するじん肺の基盤的な研究成果を提供することである。 2022年度では、シングルセル解析を進めた。溶媒対称群３匹、シリカ投与群３匹、SITO投与群3匹の合計９匹より品質チェックを通過した合計30972細胞についてシーケンシングした。tSNEを用いて次元削減図を作成した結果、合計４３クラスターが同定され、大部分はPtprc陽性免疫細胞であった。肺胞上皮に着目し、再解析した結果、合計７つのクラスターが同定され、そのうち６つはSftpc/Abca3陽性の肺胞２型上皮であり、1つはPdpn/Ager陽性肺胞１型上皮出会った。じん肺群では、対照群と比較して１つのクラスターがドミナントに存在しており、これらの結果からラットじん肺特異的な肺胞上皮が存在する事が明らかとなった。現在は、これらの細胞を中心にGO解析などを進めるとともに、特異的な発現分子の同定、及び分子のIHCにより、各種解剖期においての時空間的局在と機能をさらに検討中である。
今回の研究成果より、じん肺を構成する特徴的な新規細胞群の同定に成功した。今後、これらの細胞群の機能や制御様式を明らかにする事により、労働安全衛生に資するじん肺の基盤的な研究が加速する事が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanisms of pulmonary disease in F344 rats after workplace-relevant inhalation exposure to cross-linked water-soluble acrylic acid polymers (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamano Shotaro、Takeda Tomoki、Goto Yuko、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Kobashi Yoichiro、Okamoto Kenzo、Kishimoto Takumi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Respiratory Research 巻: 24 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12931-023-02355-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Carcinogenicity and testicular toxicity of 2-bromopropane in a 26-week inhalation study using the rasH2 mouse model (2023)
  • 著者名/発表者名: Goto Yuko、Saito Arata、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Umeda Yumi、Yamano Shotaro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-023-28825-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pulmonary dust foci as rat pneumoconiosis lesion induced by titanium dioxide nanoparticles in 13-week inhalation study (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamano Shotaro、Goto Yuko、Takeda Tomoki、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Kasai Tatsuya、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Particle and Fibre Toxicology 巻: 19 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12989-022-00498-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] No evidence for carcinogenicity of titanium dioxide nanoparticles in 26-week inhalation study in rasH2 mouse model (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamano Shotaro、Takeda Tomoki、Goto Yuko、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Kasai Tatsuya、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-022-19139-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Non-degradable autophagic vacuoles are indispensable for cell competition (2022)
  • 著者名/発表者名: Akter Eilma、Tasaki Yukihiro、Mori Yusuke、Nakai Kazuki、Hachiya Kazuki、Lin Hancheng、Konno Masamitsu、Kamasaki Tomoko、Tanabe Kenji、Umeda Yumi、Yamano Shotaro、Fujita Yasuyuki、Kon Shunsuke
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 40 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111292
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dose?response relationship of pulmonary disorders by inhalation exposure to cross-linked water-soluble acrylic acid polymers in F344 rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeda Tomoki、Yamano Shotaro、Goto Yuko、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Daghlian George、Hong Young-Kwon、Yoshimatsu Yasuhiro、Hirashima Masanori、Kobashi Yoichiro、Okamoto Kenzo、Kishimoto Takumi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Particle and Fibre Toxicology 巻: 19 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12989-022-00468-9
  • 査読あり / オープンアクセス