Elucidation of the pathophysiology of OA fibrosis and establishment of therapeutic methods using innovative imaging technology and single-cell analysis

利用创新成像技术和单细胞分析阐明 OA 纤维化的病理生理学并建立治疗方法

• 批准号: 21H03056
• 负责人: 今村 健志
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H03056/
• 关键词: イメージング技術; 一細胞解析; 変形性関節症; 線維化

本研究では、変形性関節症（OA）の線維軟骨形成について、慢性炎症のキープロセスである線維化（fibrosis）の視点でアプローチし、革新的イメージング技術を駆使した細胞動態解析によって、線維芽細胞の起源としてCAR（CXCL12-abundant reticular）細胞、線維化を増長する悪玉線維芽細胞としてTHY1陽性細胞の関与を明らかにする。さらに、一細胞解析を用いた遺伝子発現プロファイルによって、線維化に関わる多様な細胞の新たなサブタイプを同定し、その制御に関わる細胞間ネットワークを明らかにする。in vivoの細胞動態実験については、特殊なウインドウを開発し、マウスに移植したオルガノイド細胞を長期間観察する実験系を確立した。I型コラーゲンプロモーター支配下に緑色蛍光タンパク質（GFP）が発現するマウス(ColI-GFPマウス)、橙色蛍光タンパク質（Kusabira-Orange; KO）をCXCL12 locusにノックインしたマウス(CAR-Orangeマウス)とTHY1プロモーター支配下に黄色蛍光タンパク質（YFP）が発現するマウス(H-lineマウス)については、それぞれ全身での発現解析を進めた。OA手術については、術後の２光子励起蛍光顕微鏡を用いた生体イメージングの問題点解決を諮ったが、関節腔が狭く、対物レンズの挿入が困難で、関節面の一部しか観察できなかった。SHGによるコラーゲンイメージングについては偏光方向イメージングでシグナル強度の変化を定量化した。組織透明化については、透明化の効果が弱かったLUCID法に比べCUBIC-L/R法では十分な透明化効果があることがわかった。さらに前年度に引き続き２光子励起ライトシート顕微鏡を用いた高精細3Dイメージングシステム構築を進めた。一細胞解析のための準備については、細胞分離と解析の条件設定をさらに進めた。

This study で は, - morphic masato knot (OA) の line d cartilage formation に つ い て, chronic inflammation の キ ー プ ロ セ ス で あ る line dimensions (fibrosis) の viewpoints で ア プ ロ ー チ し, innovative イ メ ー ジ ン グ technology を 駆 make し た cell dynamic analytic に よ っ て の origin, line d bud cells と し て CAR (CXCL12 - abund The relationship between ant reticular cells, linearized を growth する悪 jade reticular bud cells と てTHY1 positive cells <e:1> and を, ら にする にする にする. Analytical を さ ら に, a cell with い た posthumous son 伝 発 now プ ロ フ ァ イ ル に よ っ て, line d に masato わ る many others な cells の new た な サ ブ タ イ プ を with し, そ の suppression に masato わ る intercellular ネ ッ ト ワ ー ク を Ming ら か に す る. Cells in vivo の dynamic be 験 に つ い て は, special な ウ イ ン ド ウ を open 発 し, マ ウ ス に transplantation し た オ ル ガ ノ イ を ド cells between long-term 観 examine す る be を 験 department establish し た. Type I コ ラ ー ゲ ン プ ロ モ ー タ ー に 蛍 green light under the domination タ ン パ ク mass (GFP) が 発 now す る マ ウ ス (ColI - GFP マ ウ ス), Orange light 蛍 タ ン パ ク mass (Kusabira - Orange; KO) を CXCL12 locus に ノ ッ ク イ ン し た マ ウ ス (CAR - Orange マ ウ ス) と THY1 プ ロ モ ー タ ー domination に 蛍 light yellow タ ン パ ク mass (YFP) が 発 now す る マ ウ ス (H - line マ ウ ス) に つ い て は, そ れ ぞ れ systemic で の 発 now parse を into め た. OA operation に つ い て は, postoperative の two photon excitation light 蛍 顕 micromirror を with い た raw body イ メ ー ジ ン グ の point solve を client っ た が, masato cavity が narrow く, polices レ ン ズ の scions into が difficulties で, masato nodal plane の a し か 観 examine で き な か っ た. SHG に よ る コ ラ ー ゲ ン イ メ ー ジ ン グ に つ い て は polarization direction イ メ ー ジ ン グ で シ グ ナ の ル strength variations change を quantitative し た. Organization transparent に つ い て は, transparent の unseen fruit が weak か っ た に LUCID method than べ CUBIC - L/R method で は very な transparent unseen fruit が あ る こ と が わ か っ た. さ ら に before annual に lead き 続 き two photon excitation up ラ イ ト シ ー ト 顕 micromirror を with い た high fine 3 d イ メ ー ジ ン グ シ ス テ ム build を into め た. Cell analysis <e:1> ため ため preparation に て て て, cell separation と analysis <e:1> condition setting をさらに enter めた.

项目成果

革新的バイオイメージングが拓く次世代がん微小転移研究と診断・治療応用

由创新生物成像引领的下一代癌症微转移研究和诊断/治疗应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 大崎寿久;金子美晴;荒木勝文;上原秀雄;浦敏行;平田肇;神谷厚輝;藤井聡志;三澤宣雄;竹内昌治;今村 健志
• 通讯作者: 今村 健志

Academia Sinica (Taipei)(その他の国・地域)

中央研究院（台北）（其他国家/地区）

Integrated Fluorescent Nanoprobe Design for High‐Speed In Vivo Two‐Photon Microscopic Imaging of Deep‐Brain Vasculature in Mice

• DOI: 10.1002/adfm.202010698
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: Advanced Functional Materials
• 影响因子: 19
• 作者: Minami Takezaki;R. Kawakami;S. Onishi;Yasutaka Suzuki;J. Kawamata;Takeshi Imamura;Shingo Hadano;Shigeru Watanabe;Y. Niko

Synthesis and photophysical properties of a new push-pull pyrene dye with green-to-far-red emission and its application to human cellular and skin tissue imaging

• DOI: 10.1039/d1tb02728j
• 发表时间: 2022-02-14
• 期刊: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
• 影响因子: 7
• 作者: Inoue, Kazuki;Kawakami, Ryosuke;Niko, Yosuke
• 通讯作者: Niko, Yosuke

ウプサラ大学(スウェーデン)

乌普萨拉大学（瑞典）