心筋細胞と心筋線維芽細胞の相互作用に着目した小児拡張型心筋症の病態解明

阐明小儿扩张型心肌病的病理学，重点关注心肌细胞和心肌成纤维细胞之间的相互作用

基本信息

批准号：
21K07749
负责人：
石井良
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07749/
关键词：
拡張型心筋症心筋線維芽細胞心筋細胞 RNA-seq iPS細胞

项目摘要

小児拡張型心筋症の患者において、補助人工心臓装着時あるいは心臓移植時に心筋組織を採取し、そこから心筋線維芽細胞の培養を行った。この心筋線維芽細胞の初代培養細胞と、健常人由来心筋線維芽細胞を使用して実験を行った。まず、細胞の基本的機能である細胞増殖能・遊走能・接着能については、拡張型心筋症の心筋線維芽細胞は健常と比較して有意な変化は認めなかった。さらに、細胞アポトーシスやミトコンドリア機能についても差を認めなかった。次に、健常な心筋細胞と共培養を行うと、拡張型心筋症心筋線維芽細胞と共培養した心筋細胞では、収縮能および拡張能が増悪することが明らかとなった。拡張型心筋症心筋線維芽細胞では、遺伝子発現パターンが健常の心筋線維芽細胞とは大きく異なっており、様々な液性因子や接着因子の発現変化によって、心筋線維芽細胞が主体的に心筋細胞の機能を障害することが明らかとなった。パスウェイ解析により、細胞外マトリクスの発現変化と接着因子のシグナル経路の異常、さらにHippo pathwayやTGFβの経路が拡張型心筋症の心筋線維芽細胞では有意に変化していることが明らかとなった。この拡張型心筋症心筋線維芽細胞の集団の中に、特に発現パターンの異なっているsub-populationが存在するのかどうかを明らかにするために、single cell RNA-seq解析を行ったが、明らかに病態形成に関わるような発現パターンを示すsub-populationは同定できなかった。現在、論文を投稿し、査読者の要望に応じて追加実験を施行している。

当附着辅助人造心脏或应用心脏移植时，收集心肌组织，并从中培养心肌成纤维细胞。该实验是使用该心肌成纤维细胞和健康人的心肌成纤维细胞的原代培养细胞进行的。首先，关于细胞的基本功能，细胞增殖，迁移和粘附，与健康的心肌病相比，心肌成纤维细胞没有显着变化。此外，在细胞凋亡或线粒体功能中未观察到差异。接下来，当与健康的心肌细胞共同培养时，发现与扩张心肌病心肌成纤维细胞共培养的心肌细胞加剧了收缩力和扩张能力。在扩张的心肌病性心肌成纤维细胞中，基因表达模式与健康的心肌成纤维细胞中的基因表达模式差异很大，并且已经发现心肌成纤维细胞主要损害心肌细胞的功能，这是由于各种体质和粘附因素的表达变化而导致的。途径分析表明，细胞外基质表达的变化，粘附因子信号途径中异常的变化，并且在心肌病的心肌细胞中，河马途径和TGFβ途径在心肌细胞中显着改变。为了确定在扩张的心肌病肌纤维细胞群中是否存在具有不同表达模式的亚群，我们进行了单细胞RNA-SEQ分析，但是我们无法识别出明确显示与发病机理相关的表达模式的亚群。目前，已提交论文，并根据同行评审者的要求进行其他实验。