老齢動物における筋再生能低下機構の解明

阐明老年动物肌肉再生能力下降的机制

基本信息

批准号：
19K11385
负责人：
船越智子
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで、ラットの骨格筋から単離した初代培養細胞を用いた分化実験により、動物の月齢の違いや性別によって骨格筋や脂肪への分化効率が異なることを確認していた。そこで、シングルセルトランスクリプトーム解析により適した実験動物としてマウスへ対象を変更することとし、まず、マウス骨格筋から単核細胞の単離を試みた。また、組織幹細胞を多く含むことが知られている脂肪組織から得られるSVF(stromal vascular fraction, 間質血管細胞群)、肝実質細胞などについても、同個体から採取してシングルセル解析を行った。マウスでは筋サテライト細胞の表面抗原を指標にした単離法が確立されている。単離した骨格筋を酵素処理で分散させた後、血球系、間質系の細胞群を除き、筋サテライト細胞のマーカーを利用して単離する方法が一般的であるが、本課題の目的から、血球系細胞を除いた細胞を解析対象とした。これらの細胞は分化培地での培養3-5日後には細胞融合して筋管細胞へと形態変化することが確認できた。マウス個体より単離したSVFや肝実質細胞についてはシングルセルトランスクリプトーム解析を行い、SVFに含まれる細胞の多くは血球系や血管等を構成する内皮系細胞であったが、未分化性の高い細胞の集団が存在しすること、加齢によって分化維持に関わる遺伝子発現レベルが変化することが分かった。また、肝実質細胞の解析の結果からは、分散した個々の細胞のzonationマーカー遺伝子の発現パターンにより、肝臓組織の位置が予想できること、さらに加齢で変化する遺伝子を同定することが出来た。以上のように、骨格筋構成細胞の単離と、得られた細胞の培養と分化性質の確認、トランスクリプトーム解析について複数細胞種を用いて確認することができたが、第一の目的である、骨格筋より単離した細胞群のトランスクリプトーム解析まで実施するまでに至らなった。

以前，使用从大鼠骨骼肌分离的原代培养细胞的分化实验已经证实，分化效率对骨骼肌和脂肪的分化效率取决于动物的年龄和性别。因此，我们决定将目标更改为适合单细胞转录组分析的实验动物，并首次尝试将单核细胞与小鼠骨骼肌分离。此外，在SVF（基质血管级分），肝血管细胞以及其他已知包含大量组织干细胞的脂肪组织中获得的单个细胞分析，并从同一个体中收集了其他物质。在小鼠中，已经建立了使用肌肉卫星细胞表面抗原作为指标的分离方法。常见的方法是通过酶处理分散分离的骨骼肌，然后使用肌肉卫星细胞的标记，除了血细胞和间质细胞组，但出于该受试者的目的，分析了不包括血细胞细胞的细胞。已经证实，这些细胞在分化培养基中经过3-5天的培养后融合到肌管细胞。单细胞转录组分析是在SVF和从小鼠个体分离的肝实质细胞上进行的，尽管SVF中包含的大多数细胞是构成血细胞系和血管的内皮细胞，但发现存在高度未分化的细胞，并且基因表达水平涉及维持年龄差异的基因表达水平。此外，肝实质细胞分析的结果表明，肝组织的位置可以通过单个细胞的分区标记基因的表达模式来预测，并且可以鉴定随着年龄的变化而变化的基因。如上所述，使用多种细胞类型的骨骼肌组成细胞的分离，培养和分化特性，并确认了转录组分析，但是达到了从骨骼肌分离的细胞转录组分析的主要目的。