Mechanism of fish muscle construction using lineage tracing

利用谱系追踪构建鱼类肌肉的机制

• 批准号: 20J10607
• 负责人: 木島 佑輔
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10607/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; 筋細胞分化; DNAバーコード; 筋幹細胞; 細胞系譜追跡

本年度は前年度に取得したゼブラフィッシュ骨格筋のシングルセルRNA-seqのデータ解析とともにDNAバーコードを用いた多重化実験解析系の解析パイプラインの開発に取り組んだ。シングルセルデータからは7440細胞を認め、骨格筋細胞に関係したクラスターおよび筋前駆細胞群を検出した。このデータを本研究室でこれまでに実施した空間オミクスデータとマージし、魚類に特異的な中間筋繊維に対応する細胞タイプを認めた。この筋前駆細胞群および遅筋・中間筋・速筋細胞群を対象とした細胞系譜解析を行うことで、筋前駆細胞から中間筋を経由し速筋に至る系譜が推定され、これは空間オミクスデータを用いた解析でも支持された。ゼブラフィッシュの筋形成はStratified hyperplasiaという体表部から中心部に向けて新たな筋繊維が供給される現象が寄与することが知られており、中間筋は中心部に位置する速筋の外側に位置することから、この推定系譜はStratified hyperplasiaを表す可能性が考えられる。魚類中間筋は速筋と遅筋の中間的な代謝特性を持つことがこれまで報告されてきたが、その発生系譜に関しては明らかでなかった。本研究の結果は今後実験的な検証を合わせることで魚類の筋肉形成メカニズムのより深い理解に貢献することが期待される。細胞系譜追跡に関しては、ゼブラフィッシュ稚魚一個体から効率よく骨格筋細胞を単離するプロトコルが確立できず、実施できなかった。一方でバーコードデータの解析パイプラインINTERSTELLARを公開し(Kijima et al., 2023)、scGESTALT系統の確立、ゲノム編集の確認およびシングルセル解析のパイプラインの整備も行ったため、今後プロトコルの最適化を通じDNAバーコードの編集プロファイルに基づき筋細胞の分化系譜を検証できると考えられる。

Before this year's は annual に made し た ゼ ブ ラ フ ィ ッ シ ュ skeletal muscle の シ ン グ ル セ ル RNA - seq の デ ー タ parsing と と も に DNA バ ー コ ー ド を with い た multiple be 験 is の parse パ イ プ ラ イ ン の open 発 に group take り ん だ. シ ン グ ル セ ル デ ー タ か ら は を recognize め 7440 cells, skeletal muscle cells に masato is し た ク ラ ス タ ー お よ び reinforcement former 駆 cells を 検 out し た. こ の デ ー タ を our lab で こ れ ま で に be applied し た space オ ミ ク ス デ ー タ と マ ー ジ し, fish に specific な intermediate muscle 繊 d に 応 seaborne す る cells タ イ プ を recognize め た. こ の reinforcement former 駆 cells お よ び 遅 tendons, intermediate muscle, speed muscle cells を like と seaborne し た cells pedigree line analytical を う こ と で, former 駆 cells か ら intermediate muscle を 経 presumption from jin に し speed to る pedigree が さ れ, こ れ は space オ ミ ク ス デ ー タ を with い た parsing で も support さ れ た. Youdaoplaceholder0 tendons form ゼブラフィッシュ Stratified Hyperplasia と い う surface of か ら に to the center to the け て new た な reinforcement 繊 d が supply さ れ る phenomenon が send す る こ と が know ら れ て お り に position to the center, middle muscle は す る speed muscle の lateral position に す る こ と か ら, こ の presumption of pedigree は Stratified hyperplasiaを table す possibility が test えられる. Among fish muscle tendons と は speed 遅 reinforcement の な metabolic characteristics of middle を hold つ こ と が こ れ ま で report さ れ て き た が, そ の 発 raw pedigree に masato し て は Ming ら か で な か っ た. は の results this study in the future be the 験 な 検 card を close わ せ る こ と で fish の brawn form メ カ ニ ズ ム の よ り deeper understanding に contribution い す る こ と が expect さ れ る. Cell pedigree tracing に masato し て は, ゼ ブ ラ フ ィ ッ シ ュ summed up an individual か ら sharper rate よ く skeletal muscle cells を 単 from す る プ ロ ト コ ル が establish で き ず, be で き な か っ た. One party で バ ー コ ー ド デ ー タ の parsing パ イ プ ラ イ ン INTERSTELLAR を public し (Kijima et al., 2023), の scGESTALT system establishment, ゲ ノ compiling の ム confirm お よ び シ ン グ ル セ ル parsing の パ イ プ ラ イ ン line gearing up の も っ た た め, future プ ロ ト コ ル の optimization を tong じ DNA バ ー コ ー ド compiling プ の ロ フ ァ イ ル に base づ き muscle cells の pedigree を 検 card で き る と exam え ら れ る.

项目成果

University of British Columbia(カナダ)

不列颠哥伦比亚大学（加拿大）

魚類筋細胞分化過程における遺伝子発現プログラムの検討

鱼类肌肉细胞分化过程中基因表达程序的检查

• 发表时间: 2022
• 作者: Taki Y;Vincenot CE;Sato Y;Inoue-Murayama M;Nakajima N;木島佑輔・Liu Guanting・吉武和敏・浅川修一・ 谷内江望・木下滋晴
• 通讯作者: 木島佑輔・Liu Guanting・吉武和敏・浅川修一・ 谷内江望・木下滋晴