細胞追跡法と遺伝子ネットワーク解析による幹細胞の分化制御メカニズムの解明

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19895
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 加来 賢 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30547542)
• 研究分担者: 奥田 修二郎 新潟大学, 医歯学系, 教授 (00512310)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2025-03-31
• キーワード: 歯根膜 / 幹細胞 / バイオインフォマティクス

研究実績の概要

歯根膜の組織再生において鍵となるのは，多様な細胞構成の再現であり.そのためには組織幹細胞を起点とする細胞系譜の分化制御メカニズムの解明が必要であ る. 遺伝子ネットワーク解析は，網羅的に取得した遺伝子発現のデータから特定のアルゴリズムを用いて，生物学的に意味のある遺伝子群を抽出する方法であ る.なかでも加重共発現解析(WGCNA: Weighted gene co-expression network analysis)は“特定の細胞種において特異的に発現する遺伝子群は互いに高い相関を 示す”原則に基づき，多種の細胞が混在する条件下においても細胞のクラスタリングを可能とする解析アルゴリズムである(Langfelder et al. BMC Bioinformatics. 2008). 初年度はマウス臼歯の歯根膜組織から抽出したtotal-RNAからRNA-seqにより包括的な遺伝子発現解析を行なった.WGCNAにより検出され た遺伝子群のクラスタリングを行なったが，マウス切歯で報告されている様な，細胞種毎の明瞭な細胞のモジュールは検出されなかった. 本年度はWGCNAとk-meansクラスタリングを併用する方法ならびに，WGCNAと同様にを使用して解析を進めた．さらに細胞外環境としての細胞外マトリックス関連遺伝子における変化について追加の解析を行った．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

解析アルゴリズムを追加することで，計画はおおむね順調に進展している．

今後の研究の推進方策

解析結果をもとに論文執筆をすすめている．

次年度使用額が生じた理由

解析の見直しが必要となり，解析並びに論文投稿のための費用に余剰が生じた．次年度に予定している解析費用，論文投稿費用に充当する．

研究成果

• [雑誌論文] A loss of primary cilia by a reduction in mTOR signaling correlates with age-related deteriorations in condylar cartilage (2024)
  • 著者名/発表者名: Kitami Megumi、Kaku Masaru、Thant Lay、Maeda Takeyasu
  • 雑誌名: GeroScience 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11357-024-01143-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acellular Extrinsic Fiber Cementum Is Invariably Present in the Superficial Layer of Apical Cementum in Mouse Molar (2024)
  • 著者名/発表者名: Iwama Hajime、Kaku Masaru、Thant Lay、Mizukoshi Masaru、Arai Moe、Ono Yoshiki、Kitami Kohei、Saito Isao、Uoshima Katsumi
  • 雑誌名: Journal of Histochemistry & Cytochemistry 巻: 72 ページ: 109～120
  • DOI: 10.1369/00221554241229130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiomics analysis of cultured mouse periodontal ligament cell-derived extracellular matrix (2024)
  • 著者名/発表者名: Kaku Masaru、Thant Lay、Dobashi Azusa、Ono Yoshiki、Kitami Megumi、Mizukoshi Masaru、Arai Moe、Iwama Hajime、Kitami Kohei、Kakihara Yoshito、Matsumoto Masaki、Saito Isao、Uoshima Katsumi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 14 ページ: 354
  • DOI: 10.1038/s41598-023-51054-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of Sparc knockout on the extracellular matrix of mouse periodontal ligament cells (2024)
  • 著者名/発表者名: Arai Moe、Kaku Masaru、Thant Lay、Kitami Megumi、Ono Yoshiki、Dobashi Azusa、Iwama Hajime、Mizukoshi Masaru、Kitami Kohei、Matsumoto Masaki、Saito Isao、Uoshima Katsumi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 692 ページ: 149364～149364
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.149364
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bundling of collagen fibrils influences osteocyte network formation during bone modeling (2023)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto Mana、Takahashi Haruka、Tabata-Okubo Kaori、Nagaoka Noriyuki、Tokunaga Kazuaki、Matsumori Haruka、Ishihara Yoshihito、Kaku Masaru、Iimura Tadahiro、Hara Toru、Kamioka Hiroshi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 ページ: 22028
  • DOI: 10.1038/s41598-023-48786-y
  • 査読あり / オープンアクセス