時空間的トランスクリプトミクスによる骨格系幹細胞の運命決定機構の解明

利用时空转录组学阐明骨骼干细胞的命运决定机制

• 批准号: 21K19596
• 负责人: 波多 賢二
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19596/
• 关键词: シングルセル解析; 骨格系細胞; 骨格系幹細胞; 骨格形成; 幹細胞

2022年度は10xGenomics社によってプラットフォーム化され市販されているVisium空間的遺伝子発現解析システムを用いて空間的トランスクリプトミクスを中心に解析を行った。まずはじめにE14.5マウス脛骨の凍結切片から、スライド上のDNAスポットへRNAを抽出するための細胞透過酵素の反応時間を検討し、酵素処理時間を60分とした。そして、Visium Gene ExpressionスライドにE14.5マウス脛骨の凍結切片を貼付し、スライドの位置情報を含んだDNAバーコードを持ったライブラリーが作製される。得られたライブラリーを3億ペアリード/サンプルで解析し、10X GenomicsのソフトウェアであるSpace Ranger解析パイプランとLoupe Browserによる可視化を行い、E14.5マウス脛骨の遺伝子発現マップを作製した。その結果、脛骨の細胞群を遺伝子発現により9つの細胞クラスターに分類することに成功した。そして、筋肉組織および皮膚組織を除外し骨組織のみを指定し再クラスタリングを行うとともに、細胞クラスターを脛骨の組織切片と比較し空間的情報とをオーバーラップさせた。最終的に、成長板軟骨の骨端部に骨格系幹細胞と推測される細胞集団を見出した。これらの細胞クラスターに特異的な遺伝子を抽出したところ、Barx1、GDF5、Ccn3などが同定され、重用なことに昨年度シングルセルRNA-seqにおいて骨格系幹細胞と推測された遺伝子群と一致していた。また、これまで不明な点が多かった肥大化軟骨細胞に特異的な遺伝子群も検出することに成功した。

In 2022, the 10xGenomics Society will conduct the analysis of gene generation in Vidium Space. The time required for enzyme processing was 60 minutes. Visium Gene Expression Profile E14.5: Frozen sections of tibia are pasted and the position information of the profile is contained in the DNA profile. 300 million entries/entries were analyzed, 10X Genomics software was analyzed, Space Ranger was visualized, E14.5 was developed, and the results were analyzed. The results showed that the cell population of tibia was successfully classified. Tissue sections of the tibia except for muscle tissue and skin tissue are designated as tissue sections of the tibia and tissue sections of the tibia are designated as tissue sections. Finally, the osteoclast stem cells in the cartilage of the growth plate were observed. The stem cells were isolated from the stem cells of different species, such as Barx1, GDF5 and Ccn3. The stem cells were isolated from the stem cells of different species, such as Barx1, GDF5 and Ccn3. The number of hypertrophic chondrocytes is unknown, and the number of hypertrophic chondrocytes is unique.