2021 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of a novel model for human beige adipocytes converted from smooth muscle-like cells
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21K12669
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
武田 行正 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40735552)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 褐色脂肪細胞 / ダイレクトリプログラミング / 生活習慣病 / 肥満 / 再生医療 / 低分子化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低分子化合物を用いてヒト皮膚線維芽細胞から誘導されるヒト褐色脂肪細胞モデルciBA（chemical compound-induced Brown/Beige Adipocyte）の前駆細胞を明らかとすることを目的とした。そして、特定の前駆細胞から誘導されるciBAを新規なヒトベージュ細胞モデルとして、体内で褐色化を促進する化合物を評価・同定することを目指す。初年度は、研究実施計画に従い、ciBAの誘導効率を増加させる成長因子や低分子化合物などが、線維芽細胞の平滑筋様細胞の分布をどう変化させるのか解析した。これには、平滑筋aアクチン（aSMA）とその遺伝子であるActa2をマーカーとしてこれらの発現をリアルタイムPCR、免疫染色、フローサイトメトリーなどの手法を用いて定量した。その結果、特定の成長因子と化合物において、aSMAの発現分布が大きく変化することが判明し、この平滑筋様細胞の分布の変化が、ciBAの誘導にどのように関係しているか、今後さらに詳しく解析を進める予定である。さらに、ciBAの前駆細胞の同定とそのより詳細な誘導メカニズムの解明のため、検討対象であった一細胞RNAシークエンス（scRNA-Seq）解析を行った。一般的に、成熟した脂肪細胞を損傷なく単細胞化することは困難であるため、注意深く予備実験を重ね実施に至った。この結果から、線維芽細胞には平滑筋様の遺伝子発現を示す細胞集団が存在し、ciBAへの誘導前後でこの細胞分布の割合が大きく変化していた。今後さらに解析を進め、この細胞集団に特徴的な遺伝子発現と、ciBAの誘導メカニズムについて明らかとする予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度は、研究計画に従い、順調に進展していると考えられる。実際に、線維芽細胞における平滑筋様細胞の分布が、特定の化合物や成長因子によって大きく変化することを確認した。さらに、研究計画では検討のみであった一細胞RNAシークエンス（scRNA-Seq）解析を実施した。ここから得られる情報量は多く、今後のciBAの前駆細胞の特定や、誘導メカニズムの解析に有用であると考えられる。例えば、この平滑筋様細胞を単離するため、scRNA-Seq解析の結果から細胞表面の分子マーカーの候補を特定した。また研究計画に従い、iPS細胞から平滑筋様細胞を介したciBAの分化を行うためいくつかの予備実験を実施した。これらの研究状況と結果を踏まえ、本研究は順調に進展しており、scRNA-Seq解析まで進んだ意義は大きいと考えられる。そのため、当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、引き続き、線維芽細胞中の平滑筋様細胞の分布が、ciBAの誘導にどのように関係しているかさらに解析を進める予定である。また、このscRNA-Seq解析の結果から、この平滑筋様細胞の表面に特異的に発現している分子マーカーを特定する。そして、抗体による磁気活性化細胞分離を行い、この細胞集団を単離することで、ここからより効率的にciBAが誘導されるかどうか検証する予定である。また、研究計画に従い、iPS細胞から平滑筋様細胞を介したciBAの誘導を行い、従来の線維芽細胞から誘導されるciBAと、遺伝子発現や機能の比較を行う予定である。また、ciBAを用いて小規模な化合物スクリーニングを行い、新規な褐色化因子の探索を試みる。
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