• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

線維芽細胞の多様性がもたらす臓器間質の多彩な機能

研究課題

研究課題/領域番号 21H02676
配分区分補助金
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 教郎  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20447254)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード酸素 / 遺伝子改変マウス / 単一細胞解析 / 細胞分化
研究実績の概要

近年、臓器間質の線維芽細胞が多彩な役割を担うことが示されており、間質線維芽細胞は臓器構造を支持するだけという認識は改められつつある。本研究では、マウスの腎臓を対象として、間質線維芽細胞の単一細胞レベルでの網羅的遺伝子発現解析(single-cell RNA-sequencing: SC-RNA-seq)を行い、その多様性を実証することを目標としている。また、慢性腎臓病などの病態における各線維芽細胞分画の関与を明らかにするために、マウスモデルを用いた解析に取り組んだ。
まず、独自開発した手法を用いて、マウス腎間質線維芽細胞を安定的に単離し、SC-RNA-seqを行った。得られたデータを解析したところ、赤血球造血因子エリスロポエチンの産生能や細胞周期関連遺伝子発現レベルの異なる細胞集団が少なくとも2つ存在することを見出した。次に、腎障害を誘導したマウスから腎間質線維芽細胞を単離し、同様にSC-RNA-seqを行ったところ、腎障害によって線維芽細胞が筋線維芽細胞に形質転換することが確認された。筋線維芽細胞においても細胞外基質産生や炎症応答において、明らかに性質の異なる細胞集団が少なくとも2つ存在することが示された。さらに、SC-RNA-seqのデータを統合し、数理解析に供したところ、線維芽細胞および筋線維芽細胞の各亜集団の細胞分化における関連性を示すことができた。今後、腎間質線維芽細胞の遺伝子発現様式の解析を進め、全身の生体調節機構における多様な役割と各亜集団の役割分担を明らかにする。

現在までの達成度 (区分)
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

当初予定通りに、マウス腎間質線維芽細胞のSC-RNA-seqが完了し、赤血球造血因子エリスロポエチンの産生能や細胞周期関連遺伝子発現レベルの異なる細胞集団が少なくとも2つ存在することを見出した。また、腎障害を誘導したマウスからも腎間質線維芽細胞(筋線維芽細胞に形質転換している)を単離し、SC-RNA-seqを完了させた。さらに、SC-RNA-seqのデータを統合し、腎臓における間質線維芽細胞および筋線維芽細胞の各亜集団の細胞分化における相関関係を示すことに成功した。

今後の研究の推進方策

これまでに得たSC-RNA-seqのデータを詳細に解析し、腎間質線維芽細胞が発現する分泌因子、受容体、細胞接着分子を同定する。同定した因子は環境変化に応じて発現量が変動する可能性があるので、貧血、低血圧、高血糖、高脂血症などのマウスモデルを用いて発現様式の変化を明らかにする。また、新たに発見した腎間質線維芽細胞の機能について、本研究で同定した腎間質線維芽細胞の分類との関係を調べ、役割分担を明らかにする。
腎間質線維芽細胞の発生分化系譜を明らかにするために、腎臓発生における間質線維芽細胞の性状解析を行う。胎生期および出生直後のマウス腎臓を用いて、これまでに同定した腎間質線維芽細胞亜集団のマーカー遺伝子の発現をin situ hybridization法などによって組織レベルで検出する。また、胎生期の神経系組織に存在するエリスロポエチン産生細胞が腎間質線維芽細胞の起源となる可能性を見出しているので、マウス胎仔のエリスロポエチン産生細胞の追跡実験を行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Gene expression changes related to bone mineralization, blood pressure and lipid metabolism in mouse kidneys after space travel2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Norio、Iwamura Yuma、Nakai Taku、Kato Koichiro、Otsuki Akihito、Uruno Akira、Saigusa Daisuke、Taguchi Keiko、Suzuki Mikiko、Shimizu Ritsuko、Yumoto Akane、Okada Risa、Shirakawa Masaki、Shiba Dai、Takahashi Satoru、Suzuki Takafumi、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Kidney International

      巻: 101 ページ: 92~105

    • DOI

      10.1016/j.kint.2021.09.031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Esterification promotes the intracellular accumulation of roxadustat, an activator of hypoxia-inducible factors, to extend its effective duration2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai Taku、Saigusa Daisuke、Iwamura Yuma、Matsumoto Yotaro、Umeda Keiko、Kato Koichiro、Yamaki Hayato、Tomioka Yoshihisa、Hirano Ikuo、Koshiba Seizo、Yamamoto Masayuki、Suzuki Norio
    • 雑誌名

      Biochemical Pharmacology

      巻: 197 ページ: 114939~114939

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2022.114939

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 酸化ストレスと腎障害2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木教郎
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 40 ページ: 1235~1240

    • DOI

      10.18958/7013-00001-0000123-00

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Renal NG2-expressing cells have a macrophage-like phenotype and facilitate renal recovery after ischemic injury2021

    • 著者名/発表者名
      Kittikulsuth Wararat、Nakano Daisuke、Kitada Kento、Suzuki Norio、Yamamoto Masayuki、Nishiyama Akira
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Renal Physiology

      巻: 321 ページ: F170~F178

    • DOI

      10.1152/ajprenal.00011.2021

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct Regulations of <i>HO-1</i> Gene Expression for Stress Response and Substrate Induction2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Anqi、Suzuki Takafumi、Adachi Saki、Naganuma Eriko、Suzuki Norio、Hosoya Tomonori、Itoh Ken、Sporn Michael B.、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 41 ページ: 0023621

    • DOI

      10.1128/MCB.00236-21

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient isolation of interstitial fibroblasts directly from mouse kidneys or indirectly after ex vivo expansion2021

    • 著者名/発表者名
      Nakai Taku、Iwamura Yuma、Suzuki Norio
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 ページ: 100826~100826

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100826

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osteoclasts adapt to physioxia perturbation through DNA demethylation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa K, Seno S, Yoshihara T, Narazaki A, Sugiura Y, Shimizu R, Kikuta J, Sakaguchi R, Suzuki N, Takeda N, Semba H, Yamamoto M, Okuzaki D, Motooka D, Kobayashi Y, Suematsu M, Koseki H, Matsuda H, Yamamoto M, Tobita S, Mori Y, Ishii M
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 22 ページ: 53035

    • DOI

      10.15252/embr.202153035

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nrf2 plays a critical role in the metabolic response during and after spaceflight2021

    • 著者名/発表者名
      Uruno A, Saigusa D, Suzuki T, Yumoto A, Nakamura T, Matsukawa N, Yamazaki T, Saito R, Taguchi K, Suzuki M, Suzuki N, Otsuki A, Katsuoka F, Hishinuma E, Okada R, Koshiba S, Tomioka Y, Shimizu R, Shirakawa M, Kensler TW, Shiba D, Yamamoto M
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 1381

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02904-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 腎臓間質線維芽細胞が統括する個体レベルの酸素供給恒常性維持機構2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木教郎
    • 学会等名
      第94回 日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 慢性腎臓病患者の尿中落下細胞を用いた低酸素誘導性因子プロリン水酸化酵素の阻害剤に対する応答性評価2021

    • 著者名/発表者名
      岩村悠真, 内田奈生, 熊谷直憲、鈴木教郎
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部例会
  • [学会発表] 低酸素誘導転写因子HIFを活性化する薬剤が病態腎の赤血球造血因子産生を再活性化する機序の検討2021

    • 著者名/発表者名
      中井 琢,加藤 幸一郎,鈴木 教郎
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会
  • [学会発表] 一次造血期の神経系細胞における赤血球造血因子エリスロポエチンの産生誘導機構2021

    • 著者名/発表者名
      岩村悠真, 中井 琢,加藤 幸一郎,鈴木 教郎
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi