【Ⅰ】組織・器官の形成と恒常性維持を制御する細胞間・組織間シグナル伝達システムの解明昨年度までに、野生型あるいは腸上皮幹細胞の観察に適した遺伝子組み換えマウスを老化させて、単離した細胞集団についてRNAseqを行い、腸上皮幹細胞において加齢に伴い発現が変動する遺伝子群に特定の機能を持つ遺伝子群が濃縮されていることを見出していた。本年度は、これらの細胞集団レベルの解析結果をさらに発展させ、集団内の個々の細胞の挙動を明らかにするため、腸上皮幹細胞を含む腸上皮組織の単一細胞RNAseqを実施し、個々の細胞の遺伝子発現の加齢に伴う変化を網羅的に調べた。その結果、昨年度のRNAseqでの結果が再現できたことに加え、若齢マウスと加齢マウスそれぞれで特徴的な細胞集団の存在を示唆するデータを得た。【Ⅱ】環境ストレスに対する個体レベルでの適応機構を制御する組織間シグナル伝達システムの解明昨年度までに線虫を用い、獲得した酸化ストレス耐性の上昇、その耐性上昇の子孫への継承を支える組織間シグナル伝達にかかわる新規因子として、分泌タンパク質F08F1.3を見いだしていた。本年度は、エピジェネティクス制御因子並びに転写因子による腸でのF08F1.3発現制御がストレス耐性獲得並びに継承に関わることを明らかにした。さらに、継承メカニズムとして生殖組織におけるエピジェネティクス制御因子の関与を明らかにすることで、次世代の個体恒常性を制御する組織間シグナル伝達を明らかにした。【Ⅲ】シグナルネットワークシステム構成因子の同定法の開発本年度は、単一細胞発現データを利用し、シグナルネットワーク経路を同定する手法を検討した。単一細胞解析では、一度に複数の細胞集団の発現プロファイルを計測するため、相互作用することが知られているリガンドとレセプターの発現パターンを網羅的に解析することが可能となり、任意の細胞集団間のリガンドとレセプターを介した細胞間相互作用とシグナル伝達経路を推定することができる。タンパク質相互作用やタンパク質複合体に関するさまざまなデータベース等を利用し、単一細胞発現データから細胞間相互作用を推定するパイプラインを構築した。構築したパイプラインを【I】で実施した単一細胞解析データに適用し、腸上皮組織における恒常性維持に関連する細胞間相互作用およびシグナル伝達経路を推定した。