骨発生・骨修復におけるエピゲノムダイナミクスの比較解析と骨再生への応用

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これまでに得られた骨修復おけるデータセットと、骨発生におけるマウスデータセットの比較解析を行った。骨発生データセットとして、マウス骨発生に関する公共データベースを利用した。バイオインフォマティクスの手法を用いて、バッチエフェクトを解消した後、骨修復データと骨発生データを統合した。得られたデータは、遺伝子発現プロファイルに基づきクラスタリング解析を行い、UMAP上に描写した。さらに、マーカー遺伝子の発現プロファイルに基づき、細胞のアノテーションを行った。以上の結果、骨発生と骨修復において、同一の骨格系細胞集団が多数認められることが明らかになった。一方、血球系細胞については、発生と修復で異なっている可能性が示唆された。骨格系細胞について、さらに偽時系列解析により、連続的な遺伝子発現プロファイルを比較検討し、骨修復と骨発生の間で特異的なシグナチャーと共通シグナチャーを抽出した。さらに、骨修復データセットに対して、リガンド―受容体解析を行った。scTensorを用いて Cell-cell interaction（CCI）と Ligand-Receptor（L-R）ペア の抽出を行った。様々な細胞集団でシグナル相互作用の候補が多数得られた。この中で、骨格系細胞集団と血球系細胞集団間の相互作用に注目した。統計学的な基準と文献検索により、骨修復シグナル候補を絞り込んだ。以上の解析により、骨発生と骨修復において、遺伝子発現に関する相違性の理解が進み、骨修復に必要なシグナル因子群の候補を取得した。