Single cell analysis for tissue regeneration and lipid metabolism in skeletal muscle

骨骼肌组织再生和脂质代谢的单细胞分析

• 批准号: 21H03331
• 负责人: 小池 博之
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Nippon Medical School
• 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-21H03331/
• 关键词: 骨格筋; 再生; シングルセル解析; 加齢; オルガノイド; マクロファージ; 細胞間相互作用; 骨格筋幹細胞; 1細胞解析; 炎症

骨格筋の再生は、骨格筋幹細胞が、活性化、増殖、分化という段階で筋線維へと成熟する過程である。この過程は周囲の間質細胞により制御されており、マクロファージの関与が報告されている。本研究では、マクロファージがどのような分子により骨格筋幹細胞の機能を制御しているか明らかにすることを目的として、再生中のマウス骨格筋内の細胞のシングルセル解析を実施した。取得した遺伝子発現プロファイルから、再生過程において活性化骨格筋幹細胞とマクロファージが取り交わしているシグナル経路の候補を発見した。候補分子を高頻度に発現するマクロファージサブタイプで特異的に発現している表面抗原マーカーについて探索し、当表面抗原を用いてマクロファージサブタイプをフローサイトメーターで単離することに成功した。当マクロファージ亜集団が欠損したときに骨格筋再生が阻害されるか、試験管内で検証した。検証では、再生過程のマウス骨格筋由来細胞から構築した骨格筋オルガノイドを用いた。骨格筋幹細胞が筋線維へと成熟する過程で変動するマーカー遺伝子の発現解析と免疫染色から、当マクロファージ亜集団を除いたときに活性化骨格筋幹細胞マーカーの発現が減少し、骨格筋線維への成熟が阻害されていることが確認された。また生体内での機能解析も実施した。これまでに候補として抽出されたシグナル経路の阻害剤および中和抗体をマウスへ投与し、骨格筋再生が阻害され、活性化骨格筋幹細胞の頻度が減少していることも確認した。以上の結果から、シングルセル解析で得られた骨格筋幹細胞とマクロファージ間での相互作用が、活性化骨格筋幹細胞の機能制御を介して、骨格筋再生に寄与している可能性が示唆された。

Bone marrow regeneration, bone marrow stem cell formation, activation, proliferation, differentiation, middle stage, tendon maintenance and maturation process. This process is related to the control of peripheral stromal cells and reports. This study aims to analyze the molecular structure of bone marrow stem cells in the process of regeneration. To obtain the gene development and regeneration process of activated bone marrow stem cells, and to obtain the candidate gene development. Candidate molecules are detected with high frequency and are successfully detected when surface antigens are used. When the test tube is damaged, the test tube is damaged. The process of regeneration and regeneration of bone marrow cells from which bone marrow cells are constructed The development of activated bone marrow stem cells was reduced by immunostaining, and the inhibition of bone marrow maturation was confirmed by immunostaining. The functional analysis in the living body is also implemented. The frequency of activated bone marrow stem cells was confirmed to be reduced by the use of neutralizing antibodies and inhibitors in the treatment of bone marrow regeneration. The above results show that the interaction between bone marrow stem cells and bone marrow cells, the functional regulation of activated bone marrow stem cells and the possibility of bone marrow regeneration are possible.

项目成果

骨格筋萎縮に対するビタミンA誘導体の機能評価

维生素A衍生物对骨骼肌萎缩的功能评价

• 发表时间: 2022
• 期刊: 実験医学
• 作者: 小池 博之;大石 由美子
• 通讯作者: 大石 由美子

Mechanisms of cooperative cell-cell interactions in skeletal muscle regeneration.

• DOI: 10.1186/s41232-022-00234-6
• 发表时间: 2022-11-16
• 期刊: Inflammation and regeneration
• 影响因子: 8.1

Activated cholesterol metabolism is integral for innate macrophage responses by amplifying Myd88 signaling.

• DOI: 10.1172/jci.insight.138539
• 发表时间: 2022-11-22
• 期刊: JCI INSIGHT
• 影响因子: 8
• 作者: Hayakawa, Sumio;Tamura, Atsushi;Nikiforov, Nikita;Koike, Hiroyuki;Kudo, Fujimi;Cheng, Yinglan;Miyazaki, Takuro;Kubekina, Marina;Kirichenko, Tatiana, V;Orekhov, Alexander N.;Yui, Nobuhiko;Manabe, Ichiro;Oishi, Yumiko
• 通讯作者: Oishi, Yumiko

マクロファージのSREBP1aは腫瘍の増殖を制御する

巨噬细胞 SREBP1a 控制肿瘤生长

• 发表时间: 2021
• 作者: 高田 賢;小池 博之;佐藤 日向;大石 由美子
• 通讯作者: 大石 由美子

Identification of a KLF5-dependent program and drug development for skeletal muscle atrophy

• DOI: 10.1073/pnas.2102895118
• 发表时间: 2021-08-25
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Liu, Lin;Koike, Hiroyuki;Oishi, Yumiko
• 通讯作者: Oishi, Yumiko