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ドライアイ防止に働く極長鎖ワックスエステルの生合成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19J22148
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

澤井 恵  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsドライアイ / 脂質
Outline of Research at the Start

眼球を覆う涙液は,油層,水層,ムチン層の三層から構成されており,このうち最も外側に位置する油層は,涙液中の水分蒸散の防止や涙液全体の安定性に寄与している。油層の異常はドライアイの主要な原因であることが知られているが,油層を構成する脂質分子の産生機構は十分に理解されておらず,油層を標的とした治療薬は開発されていない。本研究では,油層の主要な構成成分であり,他の組織には存在しないユニークな脂質分子である極長鎖ワックスエステルの生合成機構の解明を,主にワックスエステル合成酵素遺伝子欠損マウスを用いて行う。

Outline of Annual Research Achievements

タイプ2ω,1ωおよび2αワックスジエステル(WdiE)を区別できる測定法を確立した。その測定法により,Awat1 KOマウス(A1 KO)およびAwat2 KOマウス(A2 KO)で三価不飽和タイプ1ω WdiEが減少していることが明らかになった。一方,二価不飽和についてはA1 KOで減少していたのに対し,A2 KOでは減少していなかった。これより,Awat1とAwat2はマイバム脂質中のタイプ1ω WdiE産生に対しそれぞれ異なる寄与を示すことが明らかになった。一方,タイプ2α WdiEについてはA1 KOおよびA2 KOいずれにおいても減少しておらず,Awat1とAwat2が産生に関与しないことが示された。涙液層破壊時間(BUT)を測定すると,A1 KOおよびA2 KOいずれにおいてもBUTが短縮しており,涙液層が不安定化していることが明らかになった。角膜障害を調べると,A2 KOでスコアが上昇していた。マイバムの融点測定を行うと,いずれのKOマウスでも上昇しており,特にA2 KOでは大幅に上昇していた。これより,極長鎖ワックスエステル(WE)がマイバムの適切な融点維持に必須であると考えられる。Awat1 Awat2 DKOマウス(DKO)の毛が濡れてから乾くまでの時間は延長していた。皮膚切片では皮脂腺が拡大している様子が観察された。しかし,DKOではWE等の脂質は減少しておらず,むしろ増加していた。DKOにおいては皮脂産生が過剰になっており,Awat1やAwat2が間接的に正常な皮脂産生の維持に関与している可能性がある。また,極長鎖WEを構成する極長鎖アルコールの産生酵素遺伝子Far2 KOマウスのWdiE測定についても行った。その結果,Far2 KOマウスではいずれのWdiEも消失しており,Far2が3種の極長鎖WdiEの産生を担うことが明らかになった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Formation of fatty alcohols -components of meibum lipids- by the fatty acyl‐CoA reductase FAR2 is essential for dry eye prevention2022

    • Author(s)
      Otsuka Kento, Sawai‐Ogawa Megumi, Kihara Akio
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 36 Issue: 4

    • DOI

      10.1096/fj.202101733r

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diverse meibum lipids produced by Awat1 and Awat2 are important for stabilizing tear film and protecting the ocular surface2021

    • Author(s)
      Sawai Megumi、Watanabe Keisuke、Tanaka Kana、Kinoshita Wataru、Otsuka Kento、Miyamoto Masatoshi、Sassa Takayuki、Kihara Akio
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Issue: 5 Pages: 102478-102478

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102478

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アシル基転移酵素 Awat1 および Awat2 が生み出すマイバム脂質多様性とドライアイ防止における役割2021

    • Author(s)
      澤井恵, 木下航, 大塚賢人, 宮本政宗, 佐々貴之, 木原章雄
    • Organizer
      第63回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アシル基転移酵素Awat1および2が生み出す多様なエステル分子種と涙液油層における役割2020

    • Author(s)
      ○澤井恵,大塚賢人,宮本政宗,丹野歩乃佳,佐々貴之,木原章雄
    • Organizer
      第62回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アシル基転移酵素Awat1および2が産生する多様なエステル分子種によるドライアイ防止2020

    • Author(s)
      ◯澤井恵,大塚賢人,宮本政宗,丹野 歩乃佳,佐々貴之,木原章雄
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 極長鎖ワックスエステルはドライアイを防止する2019

    • Author(s)
      ◯澤井恵,只木雅人,大塚賢人,宮本政宗,佐々貴之,木原章雄
    • Organizer
      第59回生命科学夏の学校
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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