Endothelial cell heterogeneity and mechanism of diseases

内皮细胞异质性与疾病机制

基本信息

批准号：
20H03435
负责人：
内藤尚道
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kanazawa University (2021-2023)Osaka University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

血管の内腔を覆う血管内皮細胞は、機能的・形態的に多様性に富む細胞であるが、現在の血管研究では、全ての血管内皮細胞は本質的に同じであるとされ、血管内皮細胞が示す細胞多様性は環境依存的であるとされている。私たちは、このような概念は必ずしも正確ではなく、血管内皮細胞には分化段階での細胞多様性が存在することを明らかにしてきた。本研究では、これまでの研究を発展させ、一細胞遺伝子発現解析を利用することで、血管内皮細胞の細胞多様性を解明し、新たな血管内皮細胞分類の確立を目指す。また血管内皮細胞の細胞多様性という概念を確立することで、さまざまな疾患の病態形成機序を捉え直すことを目的として研究に取り組んだ。昨年度までに、複数の正常組織の血管内皮細胞の細胞多様性を明らかにした。また下肢虚血モデル、腫瘍モデルにおける１細胞遺伝子発現解析を行なった。その結果、下肢虚血モデルおよび腫瘍モデルで新たな血管内皮細胞クラスターが出現することを明らかにした。その血管内皮細胞クラスターは、マクロファージ、好中球、T細胞と相互作用している可能性が明らかになった。そのうちT細胞との相互作用に働く因子を絞り込み、in vitroの血管とT細胞の共培養系で、相互作用の阻害実験をおこない、血管形成および血管新生に及ぼす影響を解析した。阻害効果が得られた薬剤を、マウス担癌モデルに投与したところ、腫瘍の縮小効果を認める薬剤を同定できた。今後、血管内皮細胞のクラスター特異的に阻害することで、腫瘍縮小効果を認めることを実証するためには、クラスター特異的遺伝子組み換え動物の作製が必要である。

覆盖血管腔的内皮细胞是具有丰富，功能和形态学多样性的细胞，但是在当前的血管研究中，所有内皮细胞基本相同，血管内皮细胞表现出的细胞多样性在环境上依赖于环境。我们已经透露，这种概念不一定是准确的，并且在分化阶段存在血管内皮细胞的细胞多样性。这项研究旨在开发先前的研究并使用单细胞基因表达分析，以阐明血管内皮细胞的细胞多样性，并建立对血管内皮细胞的新分类。这项研究还以重新考虑各种疾病的发病机制，通过建立血管内皮细胞中细胞多样性的概念。截至去年，我们已经揭示了多个正常组织中血管内皮细胞的细胞多样性。此外，在下肢缺血模型和肿瘤模型中进行了单细胞基因表达分析。结果，发现新的血管内皮细胞簇出现在下肢缺血和肿瘤模型中。已经揭示了血管内皮细胞簇可能与巨噬细胞，中性粒细胞和T细胞相互作用。其中，与T细胞相互作用的因素被缩小，并在体外血管和T细胞共培养系统中进行了相互作用的抑制，以分析对血管生成和血管生成的影响。当对含小鼠癌症模型的抑制作用的药物施用时，可以鉴定出具有减少肿瘤作用的药物。将来，有必要产生特异性遗传修饰的动物，以证明可以通过抑制簇中的血管内皮细胞来观察到肿瘤还原作用。