蝸牛有毛細胞再生機構におけるエンドセリン受容体Bの機能解明

阐明内皮素受体B在耳蜗毛细胞再生机制中的功能

基本信息

批准号：
22K16899
负责人：
松永麻美
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

哺乳類の難聴は、有毛細胞が喪失後に再生しないため、永続的となる。鳥類は支持細胞を起源として、有毛細胞が再生し、難聴が改善する。支持細胞から有毛細胞への再生機構の解明と哺乳類への応用を目的に、我々が作製した器官培養系での鳥類蝸牛有毛細胞再生モデル（Matsunaga et al., 2020) を用いて、各分化段階のサンプルを採取し、単一細胞トランスクリプトーム解析を行った。得られたRNA情報に基づきクラスター解析を行い、分化過程にある細胞群の中から、支持細胞集団を同定・抽出し、支持細胞集団のみに対して再度クラスター解析を行った。結果、ある特定の支持細胞集団にのみ高発現する特異的な分子として、エンドセリン受容体B２（EDNRB２）が抽出された。さらに、ISHと擬似時系列解析を行ったところ、EDNRB２は再生初期の支持細胞に一過性に発現上昇していることが解った。擬似時系列解析結果に基づき、擬似時間軸上での発現パターンをクラスター解析すると、EDNRB2を含むクラスターには、細胞の脱分化マーカー遺伝子が複数含まれており、擬似時間軸上の発現のタイミングも合わせて、EDNRB2も鳥類蝸牛有毛細胞再生過程において、支持細胞の脱分化に関与している分子である可能性が考えられた。次に、EDNRB2を制御している機構を探索すべく、擬似時間軸上でEDNRB2より以前に発現上昇する分子に着目したところ、TGFbシグナルの下流分子が多数検出されたことより、TGFbシグナルのEDNRB2と再生有毛細胞への影響を確認するため、TGFbシグナル阻害実験を行った。結果、TGFbシグナルを阻害すると、EDNRB2の発現は低下し、再生有毛細胞数も有意に減少することがわかった。以上から、EDNRB2は、TGFbシグナルの制御をうけて支持細胞の脱分化を誘導する可能性が考えられた。

哺乳动物的听力损失是永久性的，因为毛细胞在损失后不会再生。鸟类源于支撑细胞，毛细胞再生和听力丧失可以改善。为了阐明从支撑细胞到毛细胞和哺乳动物应用的再生机制，使用禽根毛毛细胞再生模型在我们创建的器官培养系统中（Matsunaga等，2020）和单细胞转录组分析中收集了分化每个阶段的样品。基于获得的RNA信息进行了聚类分析，并在分化过程中鉴定出支持细胞群体并从细胞中提取，然后仅对支持细胞群体再次进行聚类分析。结果，将内皮素受体B2（EDNRB2）提取为特定分子，仅在特定的支持群体中得到高度表达。此外，ISH和模拟时间序列分析表明，在再生早期支持细胞中，EDNRB2瞬时增加。 Based on the results of pseudo-time series analysis, cluster analysis of expression patterns on the pseudo-time axis revealed that the cluster containing EDNRB2 contains multiple cell dedifferentiation marker genes, and with the timing of expression on the pseudo-time axis, EDNRB2 could also be a molecule involved in the dedifferentiation of supporting cells during the process of regenerating avian cochlear hair cells.接下来，为了搜索调节EDNRB2的机制，我们专注于在pseudo时间轴上在EDNRB2之前表达的分子，并且由于检测到TGFB信号的许多下游分子，我们都检测到了TGFB信号抑制实验，以确认TGFB信号对TGFB信号的效果。结果，TGFB信号的抑制作用降低了EDNRB2的表达，并显着减少了再生毛细胞的数量。从上面可以看出，EDNRB2可以在TGFB信号控制下诱导支撑细胞的去分化。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-resolution transcriptional analysis of avian auditory epithelia in an explant culture model for hair cell regeneration

毛细胞再生外植体培养模型中鸟类听觉上皮的高分辨率转录分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mami Matsunaga;Tomoko Kita;Ryosuke Yamamoto;Norio Yamamoto;Takayuki Okano;Koichi Omori;Takayuki Nakagawa
通讯作者：
Takayuki Nakagawa

Future DDS for hair cell regeneration: Characterization of hair cell regeneration processes in chick cochleae at the single cell level

毛细胞再生的未来 DDS：在单细胞水平上表征小鸡耳蜗毛细胞再生过程