視細胞変性のオンセットと進展制御に関わる網膜内炎症環境の時空的な解析
| Project/Area Number |
21K09693
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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 56060:Ophthalmology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡邉 すみ子 東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (60240735)
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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 |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 網膜 / 炎症 / 変性 / LC-MS / サイトカイン / マイクログリア / 視細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、網膜をapical /basal方向に縦に貫くミューラーグリアにおいてサイトカインの放出に不均一性があるのか、特にプロセス先端付近で放出されるサイトカインの種類やタイミングが、神経節細胞側と視細胞側で異なるのか、について正常時、視細胞変性時、v-Ras発現-マイクログリア、加齢マウスにおいて、時間軸を追って検討を加え、その意義を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
視細胞変性は、そのオンセットと進展に網膜内の炎症が深く関わることが示唆されている。我々は、マイクログリアに着目しその視細胞変性における役割を検討するために、誘導的／特異的にマイクログリアにv-Rasを発現することが可能なマウスを作成した。これまでのv-Rasで同様に活性化されているマイクログリアの状態が網膜内の位置によって変わることから、網膜内の微少な環境がマイクログリアの活性化状態に影響を与えていると言う仮説を立てた。網膜内の局所特異的なタンパク発現を明らかにするために、網膜の特定の領域をレーザーマイクロダイセクション(LMD)で切り出し、LC-MSによるタンパク質の同定を行い、病態の時間軸の進展におけるサイトカイン類の状態のダイナミズムについて４次元的に把握し、そこに不均一性があるのかどうかを検討することを第一の目的とし、LMDで網膜を切り出し、LC-MS でタンパク質の同定を行う手法で、網膜内の局所におけるタンパク質の発現パターンを解析することに成功した。これまで網膜をセルソーターで細胞種ごとに分離し、RNAseqで解析することを行ってきたが、プロセスを伸ばした網膜細胞が、タンパク質をどこで発現しているのか、という空間的情報を得る第一のステップであると考えている。正常状態、炎症初期における発現状態の違いについても解析が可能になった。一方で、マイクログリア、ミューラーグリア、神経細胞との相互作用について明らかにすることも本研究の課題であり、これらの細胞に加え血管系の細胞の変性網膜の病態進展の時間軸における状態について、検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LMDで網膜を切り出し、LC-MS でタンパク質の同定を行う手法による解析を昨年度の前半に行なった結果、感度はさらに上がり数千のタンパク質の同定が可能になり、炎症関連の様々な分子の同定に至ったが、サイトカインなどの分泌タンパクは同定できず、さらに感度を上げることが必要であることが示唆された。そこでLMDではなく、凍結切片を網膜に対して水平面で切り出し、タンパク同定することに手法を変えて、PCRレベルではうまく分離可能で、かつLMDよりはるかに多量の組織を分離できることが明らかになった。一方で、網膜内でマイクログリアと相互作用する可能性のある細胞としてアストロサイト、血管内皮細胞／ペリサイトに着目し、これらの細胞の挙動を様々な網膜変性モデルでwhole mountでの染色で検討し、定量化を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、新しい手法で分離した網膜についてのLC-MSに夜タンパク質同定の結果をなるべく早く得て、この中から特定の分子に着目し、これを網膜培養系、in vivoの網膜などで遺伝子レベルの増強／減弱を行い、その影響を検討する。また、アストロサイト、マイクログリア、血管内皮細胞について、共培養系を用いて、その相互作用を明らかにしていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Histone H3K36 demethylase Fbxl11 plays pivotal roles in development of retinal late-born cell types2023
Author(s)
Iwagawa, T., Fukushima, M., Takeuchi, S., Kawamura, Y., Aihara, Y., Ozawa, M., Ykushiji-Kaminatsui, N., Aihara, M., Koseki, H., Suzuki, Y., Watanabe, S.
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: in press
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evaluation of CRISPR/cas9 exon-skipping vector for choroideremia using human in induced pluripotent stem cell-derived RPE.2023
Author(s)
Iwagawa, T., Masumoto, H., Tabuchi, H., Tani, K., Conklin, B. R., Watanabe, S.
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Journal Title
Journal of Gene Medicine
Volume: 25
Issue: 2
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Loss-of-function approach using the mouse retinal explants showed pivotal roles of Nmnat2 for early and middle stages of retinal development2023
Author(s)
Kuribayashi, H., Katahira, M., Aihara, M., Suzuki, Y., Watanabe, S.
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Journal Title
Molecular Biology of the Cell,
Volume: 25
Issue: 3
Pages: 427-436
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] oles of CSF2 as a modulator of inflammation during retinal degeneration2023
Author(s)
Saita, K., Moriuchi, Y., Iwagawa, T., Aihara, M., Takai, Y., Uchida, K., Watanabe, S.
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Journal Title
Cytokine
Volume: 597
Pages: 427-436
DOI
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