Growth mechanism in animal eye development regulated by placental C3 and analysis of placenta derived factors for precocial neonates
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21K05936
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
日下部 健 山口大学, 共同獣医学部, 教授 (20319536)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 網膜 / 補体 / C3 / C3aR / 硝子体 / 水晶体 / 眼球 / 発生 / 成長 / 胎盤 / 哺乳動物 |
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| Outline of Research at the Start |
動物種の中で、新生子の成長が早いものを早成性、遅いものを晩成性と呼ぶ。視覚機能は新生子の成長度を測る重要なパラメーターである。鳥類では網膜の発生、成長過程には補体C3が関わるとされるが、哺乳類では明らかではない。一方で妊娠動物では、胎盤でC3調節因子を産生している。
本研究では哺乳動物の眼球・網膜形成過程におけるC3の関与、および視覚機能の成熟とC3調節因子との関連性を検討する。また、胎盤におけるC3、C3調節因子、網膜や神経組織の形成に関わる因子の種類・動態を調べ、哺乳動物新生子の網膜や脳の成長と胎盤機能の関わりを調べるとともに、および早成性動物の視覚成長を決める因子について解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニワトリでは胎生期に補体因子C3aと受容体C3aRが網膜の細胞分化に関わることが知られている。我々は以前に、妊娠マウスにおいて補体因子が様々な組織で産生されていることを示している。母体由来のC3aが胎子の眼球形成に寄与するか、その可能性を検討した。
眼胞～眼杯の形成期に相当する胎齢10～14日のマウス胎子、および同時期の母体を用いた。胎子頭部、母体の肝臓、胎盤、乳腺について、ウェスタンブロットで前駆体C3とC3aを検出し、10～14日における動態変化を調べた。同じサンプルについてmRNAを抽出し、リアルタイムPCRでC3aRの遺伝子発現を解析した。免疫染色によりC3とC3aの局在部位について調べた。
母体組織ではC3タンパクが妊娠10～14日で持続的に検出された。C3aも同様に妊娠10日で検出され、とくに胎盤と乳腺組織で著明であった。胎子組織においてもC3が含まれていることが10日齢から確認できたが、C3aが検出できるようになったのは14日齢であった。C3aの受容体であるC3aR遺伝子は、胎子において発現頻度が非常に低かった。調査期間で発現が高かった時期は12日であったが、すでに眼胞期には終了しており、網膜細胞の初期分化には影響しないことが予測された。
C3aタンパクの陽性反応は網膜において認められず、水晶体に局在していた（14日齢）。前駆体を含むC3タンパクは12・14日齢の眼球において、硝子体血管と網膜最内層が強い陽性反応を示し、閉鎖しつつある水晶体腔の周囲においても弱陽性反応が見られた。
ニワトリの網膜分化に重要と考えられているC3a/C3aRは、マウスの網膜の細胞分化には関与性が低いと考えられた。一方で、マウス胎子は母体組織からC3の供給を受けており、眼球においても血行性に分布していることが予測された。細胞分化以外のC3に依存した生理機序、例えばマクロファージによる貪食誘導機序などが、眼球の発生・成長過程に関与する可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
予測していた「C3a/C3aRによるマウス網膜への分化過程への寄与」について否定的な結果が認められ、仮説を却下するために複数の実験での検証を必要とした。一方で、妊娠期において胎子が母体由来のC3タンパクを血行性に受けているという予測は当たり、C3が胎子発生、成長過程に関わっている可能性は拡張した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前駆体C3を起源とするタンパクにはC3a以外にiC3bがある。本年度の検証の結果においても、iC3bと予測される分子量のタンパクが、胎子体内で検出された。iC3bの受容体はCR3で、別名CD11bと呼ばれマクロファージ系細胞のマーカー分子でもある。その中でもCD11b陽性ミクログリアは発生期の脳組織において、余分な神経細胞を貪食して組織の構築過程に関与していると考えられている。
胎子におけるCR3遺伝子を調べると、10～14日齢での発現頻度は非常に低かったが、生後7日齢の網膜において比較的高いピークが認められた。我々の先行研究において、マウス新生子の網膜は細胞層が厚くなり、神経線維層が薄くなることを見出している。新生子網膜の神経細胞の動態とC3タンパクの関与について、検証を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
