骨の新陳代謝を担う新規の骨細胞サブセットの同定とその機能解析

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骨は、古い骨を溶かす破骨細胞と新しく骨を作る骨芽細胞が協調することで、再構築される(骨リモデリング)。骨リモデリングは破骨細胞が古い骨を溶かすことで始まるが、何がきっかけでいつ始まるのかに関しては不明である。本研究では、二光子励起顕微鏡による生体骨イメージングとsingle cell RNA sequence解析を組み合わせるという、独自の方法論で骨細胞の遺伝子解析をする新たな手法を確立し、骨細胞の機能的な多様性を明らかにする。骨細胞は骨に埋没しており採取することが困難な細胞であるため、骨細胞の多様性が解析可能な細胞数を得られる採取方法を検討する必要があった。従来の採取方法からCollagenaseや脱灰試薬の濃度等を変更することで、多くの骨細胞を採取できる方法を確立した。さらに、骨組織の特定の領域に存在する骨細胞のみを採取する方法の確立を試みた。光刺激により細胞を蛍光標識できるPhotoactivatable(PA)-GFPマウスと生体骨イメージング技術を融合させることで、特定の生体骨組織内に存在する骨細胞のみを蛍光標識することに成功した。加えて、破骨細胞近傍の骨細胞のみを蛍光標識する技術の確立にも取り組んだ。PA-GFPマウスと破骨細胞を蛍光標識したTRAP-tdTomatoマウスを掛け合わせたマウスを作製し、二光子励起イメージング技術を組み合わせることで、破骨細胞近傍の骨細胞のみを蛍光標識できる新たな方法を開発した。