Mechanism of fish muscle construction using lineage tracing

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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。