本研究では血管の内腔を覆う血管内皮細胞に存在する幹細胞様の特殊な性質を持つ血管内皮幹細胞の生理機能と細胞制御機構の解析を通じて、血管修復の分子メカニズムの解明を目指す。同時に血管の恒常性維持機構の解明に取り組む。すべての臓器と組織にとって血管は不可欠であり、血管が障害されると臓器と組織の環境が悪化する。そのため血管の恒常性を維持し正常に修復する事は、生体にとって必須の生命現象である。逆に、血管の機能を制御することで、微小環境の改善を促し臓器と組織の機能を修復することが期待できる。
昨年度までに複数の正常臓器から血管内皮細胞および血管内皮幹細胞を分離する方法を確立し(Nature Protocols 2020)、1細胞遺伝子発現解析を実施した。また血管の修復過程を解析するために下肢虚血モデルを作製し、血管内皮細胞の遺伝子発現動態を1細胞レベルで解析した。その結果、血管が修復される際には、特異的な遺伝子発現パターンを示す血管内皮細胞が新たに出現することを明らかにした。本年度は、この新たに出現する血管内皮細胞で発現する遺伝子の機能解析に取り組んだ。膨大な数の遺伝子から複数を抽出して、in vitro血管解析を駆使して、機能解析に取り組んだが血管修復・血管新生に重要な制御因子の同定は困難であった。そのため血管内皮細胞と周囲の細胞との細胞間相互作用の解析を実施することで、血管修復に重要であると考えられる候補遺伝子の絞り込みを行った。また高脂血症、老化、薬剤性肝障害モデルを用いた血管内皮幹細胞の機能解析を継続している。本年度の研究成果として、新たに眼球においてCD157陽性血管内皮幹細胞を同定して論文発表した(IOVS 2022)。
血管の恒常性維持機構に関する研究では、昨年度までにTAK1が血管の維持機構に重要であることを報告した(Developmental Cell 2019)。本年度は引き続き、血管の維持機構に重要である可能性が考えられる複数の遺伝子の解析を継続している。血管内皮細胞特異的KOマウスを作製した結果、主に腸管で血管の維持機構は恒常的に活性化している事が明らかになった。