| Project/Area Number |
20K18253
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
村井 綾 岡山大学, 大学病院, 助教 (00780834)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 嗅覚障害 / 軸索ガイダンス因子 / 再生医療 / 軸索ガイダンス |
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| Outline of Research at the Start |
においを感知する嗅細胞に高度な障害を与えたのち、再生した嗅細胞は正しい神経の配線を形成できず、においを正しく感知できなくなってしまう。再生した神経細胞がなぜ正しく配線できないのか、どうすれば正しく配線できるようになるのかを検討する。まず、海外で始まった嗅覚トレーニングを行い、嗅細胞の再生を活性化させる。また、神経をのばす作用のある薬剤の投与や神経が発達する時期に神経の配線を制御するタンパク質を投与する。これらの方法が、神経の再生や正しい配線につながるか検討していく。正しい神経の配線が可能となれば、ほかの神経に障害をうけるような脳梗塞や脊髄損傷などの治療にも役立つのではないかと考える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
嗅覚受容体MOR29AとMOR29Bに蛍光標識した遺伝子組み換えマウス(MOR29ABマウス)に対し、嗅細胞の軸索を物理的に切断(軸索切断)を行い嗅覚障害モデルマウス
を作成した。以前の研究により軸索切断のような重度の嗅細胞の傷害は嗅細胞軸索の接続異常(投射異常)をきたすことがわかっている。投射異常のおきた嗅細胞軸索は時間経過とともに軸索伸長の距離を伸ばし、本来の投射部位に近づいていく。しかしながら投射異常が正常化することはなかった。そこで臨床的に効果の認められている嗅覚刺激療法を嗅覚障害モデルマウスに実施したところ、嗅上皮の回復を促進し、さらに嗅球の解析を行ったところ、嗅細胞の軸索伸長や投射位置の改善に寄与していることが分かった（2021年度、2022年度）5種の嗅覚刺激療法群では前後軸および外側方向の伸長は生理食塩水群と比較して、有意な軸索伸長を認めたため、嗅素をわけて解析を行ったところ、C:イソ吉草酸の嗅素で有意差は認めないものの他の嗅素よりも軸索伸長や嗅上皮の回復が促進されていた。さらにMOR29Bに特異的なリガンドを用いて、分子学的に結合する刺激を与えると軸索伸長が促進されるか検討をおこなったが、ソ吉草酸やほかの嗅素とは有意差をみとめるような変化はなかった。以上の結果からイソ吉草酸を含む、複数の嗅素を用いた嗅覚刺激療法が一番効果的と考えられた。
また軸索ガイダンス因子をelectoroporation法で後天的に導入した場合の嗅細胞の振る舞いについては、軸索ガイダンス導入に先立ち、嗅細胞を蛍光ラベルすることで、成体嗅細胞に後天的にタンパク発現の導入が可能かの検討を行った。GFP遺伝子を組み込んだプラスミドDNAを鼻腔内から投与し、外鼻から電気パルスの刺激を与えたところ、wildタイプのマウスの嗅細胞に蛍光発色をみとめ、導入が成功したことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度までの結果で嗅覚刺激療法自体が嗅細胞の再生を促進していることが分かってきたが、めざしている神経軸索の誤投射自体を予防、改善することはまだできていない。想定していた嗅素と異なる嗅素での軸索伸長を認めたため、その原因を検討中である。また軸索の投射異常を強制的に改善するため、軸索ガイダンス因子の遺伝子導入を試みているが、今年度はじめて蛍光タンパクを発現させることに成功し、軸索ガイダンス因子の導入には至っていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
軸索ガイダンス因子のelectroporation法の検討を行う前に成体マウスにおける成熟嗅細胞に後天的に遺伝子導入が可能か検討するため、蛍光標識をもちいて成
体マウスに蛍光標識を組み込んだプラスミドを用いてelectroporation法を行っていく。本年度の結果により嗅覚刺激療法は2次元的な軸索伸長を促進していた。
嗅覚刺激療法により神経成長因子の発現をみとめる報告もあり、胎生期の軸索ガイダンス因子補充だけではなく、嗅覚刺激療法によって得られる他のたんぱく質
を強制的に発現させることも検討していきたいと考えている。
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