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Mechanisms for the initial process of hair cell regeneration in avian inner ears

鸟类内耳毛细胞再生初始过程的机制

基本信息

批准号：
20K09708
负责人：
中川隆之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09708/
关键词：
感音難聴有毛細胞再生分化転換鳥類

项目摘要

哺乳類とは異なり、鳥類の聴覚器官である基底乳頭では、有毛細胞再生が自発的に誘導され、聴覚機能も再生される。鳥類とは異なり、哺乳類では有効性が期待できるレベルの聴覚機能再生は報告されていない。近年、鶏に関する遺伝子情報が充実し、網羅的遺伝子解析手法を用いて、これまで困難であった鳥類における有毛細胞再生に関連する遺伝子およびシグナルの詳細な分子生物学的解析が可能となった。本研究では、鶏蝸牛器官培養系を用い、支持細胞から有毛細胞への直接分化転換による有毛細胞再生過程の網羅的遺伝子解析を行い、支持細胞の活性化メカニズム、活性化した支持細胞の細胞生物学的特徴、活性化支持細胞から有毛細胞への分化転換の分子機構の解明に関する研究を実施した。単一細胞レベルでの網羅的遺伝子発現解析データのpseudotime trajectory analysisを行い、経時的発現変動のクラスタリングを行い、６つの変動パターンに分類することができた。支持細胞および有毛細胞マーカー遺伝子の発現変化から、作成したpseudotime trajectoryが支持細胞から有毛細胞への分化転換過程を良好に反映することが示された。重要な点として、支持細胞マーカー遺伝子消失過程と有毛細胞マーカー遺伝子発現過程の間に前駆細胞的な性質を獲得する段階があることが示唆された。すなわち、支持細胞から有毛細胞に直接的に分化転換するのではなく、一旦前駆細胞的な状態を経て、有毛細胞への分化が開始することが明らかとなった。また、支持細胞の前駆細胞化に係わる上流シグナル同定を目的として、再生初期段階の鶏聴覚感覚上皮におけるchromatin accessibilityの変化を解析するために、ATAC sequencingおよびRNA sequencingを実施し、データ解析中である。

Mammals, birds and other organs of the basal papilla, hairy cell regeneration, self-induction, functional regeneration Birds and mammals are expected to regenerate their functions. In recent years, there has been a great deal of genetic information about birds, and it is possible to analyze genetic information in detail from molecular biology. This study was conducted to investigate the application of snail organ culture system, the genetic analysis of hairy cell regeneration, the activation of Sertoli cells, the cellular biological characteristics of activated Sertoli cells, and the molecular mechanism of activated Sertoli cells and hairy cell differentiation. A single cell cycle contains all of the gene expression analysis data, pseudotime trajectory analysis, pseudotime trajectory analysis and pseudotime trajectory analysis. Sertoli cells and hairy cells develop and produce pseudotime trajectories that reflect the process of Sertoli cells and hairy cells differentiation. The important point is that during the process of hair cell disappearance and hair cell development, the properties of the preceding cells are acquired. When the hair cells begin to differentiate, the hair cells begin to differentiate. When the hair cells begin to differentiate, the hair cells begin to differentiate. The analysis of chromatin accessibility in the early stages of regeneration in the pre-cellular system of support cells is carried out in the context of ATAC sequencing and RNA sequencing.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-resolution transcriptional analysis of avian auditory epithelia in an explant culture model for hair cell regeneration

毛细胞再生外植体培养模型中鸟类听觉上皮的高分辨率转录分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mami Matsunaga;Tomoko Kita;Ryosuke Yamamoto;Norio Yamamoto;Takayuki Okano;Koichi Omori;Takayuki Nakagawa
通讯作者：
Takayuki Nakagawa

鳥類蝸牛有毛細胞再生モデルの単一細胞遺伝子発現解析１：支持細胞分化転換過程における遺伝子発現変化

禽类耳蜗毛细胞再生模型单细胞基因表达分析1：支持细胞转分化过程中基因表达变化