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。

哺乳动物的耳聋是永久性的，因为毛细胞在丢失后不会再生。在鸟类中，来自支持细胞的毛细胞得到再生，听力损失得到改善。为了阐明从支持细胞到毛细胞的再生机制并将其应用于哺乳动物，我们在我们创建的器官培养系统中使用了鸟类耳蜗毛细胞再生模型（Matsunaga et al., 2020）。收集并进行单细胞转录组分析。根据获得的RNA信息进行聚类分析，从分化过程中的细胞群中识别并提取支持细胞群，仅对支持细胞群再次进行聚类分析。结果，内皮素受体 B2 (EDNRB2) 被提取为仅在特定支持细胞群中高度表达的特定分子。此外，当我们进行ISH和伪时间序列分析时，我们发现EDNRB2在再生早期在支持细胞中短暂表达。基于伪时间序列分析结果，对伪时间轴上的表达模式进行聚类分析，发现含有EDNRB2的簇中含有多个细胞去分化标记基因，并且还确定了伪时间轴上的表达时间。此外，人们认为EDNRB2也可能是鸟类耳蜗毛细胞再生过程中参与支持细胞去分化的分子。接下来，为了探究控制EDNRB2的机制，我们重点关注了在伪时间轴上表达增加早于EDNRB2的分子，发现检测到了许多TGFb信号的下游分子，以证实对再生毛发的作用。细胞，我们进行了TGFb信号抑制实验。结果表明，抑制 TGFb 信号传导会降低 EDNRB2 的表达，并显着减少再生毛细胞的数量。综上所述，认为EDNRB2可能在TGFb信号的控制下诱导支持细胞的去分化。

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