Construction of cell competition-specific trans-omic network

细胞竞争特异性跨组学网络的构建

• 批准号: 19J10234
• 负责人: 江上 陸
• 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: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10234/
• 关键词: 代謝; トランスオミクスネットワーク; マルチオミクス; 肥満; 細胞競合

がんの超初期段階において正常細胞層に変異細胞が生じた際、正常細胞とがん変異細胞との細胞間相互作用の結果、正常細胞層から変異細胞は排除される。この現象は細胞競合として知られている。これまで、細胞競合特異的に起こるがん変異細胞内での代謝変化が変異細胞の排除に機能していることや、高脂肪食の摂取による個体の肥満に伴った細胞内代謝機構の変動により、肥満個体の生体内において変異細胞の排除が抑制されることなどが明らかとされてきた。しかしながら、細胞競合特異的な代謝変化を制御するメカニズムは未だ解明されていない。このことは代謝経路の変化が、単独の因子ではなく、多数の因子の働きによって初めて結果として表出する複雑なプロセスであることに起因する。近年、このような複雑な代謝ネットワークを、ゲノム・トランスクリプトーム・プロテオーム・メタボロームなどから成る多階層オミクスを統合したトランスオミクスネットワークとして捉え、解析する技術「トランスオミクス解析」が確立されつつある。そこで本研究では、肥満による細胞競合特異的な代謝メカニズムの変動の全容を明らかにするべく、代謝トランスオミクス解析の基盤技術の確立と解析を試みた。本年度は、健常と肥満マウス間で変化したリン酸化シグナル分子や転写因子、mRNA、タンパク質、代謝反応、代謝物をまたぐ大規模な代謝トランスオミクスネットワークを肝臓や筋肉を対象に構築する手法を世界に先駆けて開発し、国際学術誌への論文発表も行った。本技術は肝臓-血液-筋肉間の臓器連関への肥満による影響も解析可能である。本研究で確立された二群間の差分トランスオミクス解析は細胞競合系をモデルとしたオミクスデータにも適用可能であるため、細胞競合特異的な代謝トランスオミクスネットワークの包括的な解明に寄与することが期待される。

当突变细胞在癌症的早期阶段出现在正常细胞层中时，由于正常细胞与癌症突变细胞之间的细胞细胞相互作用，突变细胞被排除在正常细胞层之外。这种现象称为细胞竞争。到目前为止，已经揭示了癌症突变细胞内的代谢变化（专门在细胞竞争中发生）正在起作用以消除突变细胞，并且由于摄入高脂饮食而导致的个体肥胖相关的细胞内代谢机制的变化抑制了肥胖个体体内突变细胞的消除。但是，调节细胞竞争特异性代谢变化的机制尚未阐明。这是因为代谢途径的变化是复杂的过程，仅由许多因素而不是单个因素的作用产生。近年来，已经建立了技术“跨性别分析”，以查看和分析复杂的代谢网络，例如跨层网络，这些网络整合了由基因组学，转录组学，蛋白质组，代谢组等组成的多层OMICS。因此，在这项研究中，我们试图建立和分析代谢型跨性别分析的基本技术，以阐明由肥胖引起的细胞竞争性特异性代谢机制变化的全部程度。今年，我们是世界上第一个开发一种构建大规模代谢跨跨性别网络的方法，该方法跨越了磷酸化信号分子，转录因子，mRNA，蛋白质，蛋白质，代谢物，在健康和肥胖小鼠之间发生了变化，并在国际学术期刊上发表了一份论文。该技术还可以分析肥胖对肝脏，血液和肌肉之间器官连接的影响。这项研究中建立的两组之间的差异跨性别分析也可以应用于在细胞竞争系统上建模的OMIC数据，并有望有助于综合阐明细胞竞争特异性代谢跨性别网络。

项目成果

Construction of differential trans-omic networks in the liver and muscles between healthy and obese mice

健康和肥胖小鼠肝脏和肌肉差异跨组学网络的构建

• 发表时间: 2019
• 作者: Riku Egami;Toshiya Kokaji;Atsushi Hatano;Miki Eto;Hiroyuki Kubota;Yutaka Suzuki;Masaki Matsumoto;Keiichi I. Nakayama;Akiyoshi Hirayama;Tomoyoshi Soga;and Shinya Kuroda
• 通讯作者: and Shinya Kuroda

肝臓－筋肉の臓器連関代謝サイクルの肥満による制御異常の解明

阐明肥胖引起的肝肌肉器官相关代谢循环调节异常