| Project/Area Number |
21K17219
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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 57080:Social dentistry-related
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| Research Institution | Asahi University |
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Principal Investigator |
長瀬 春奈 朝日大学, 歯学部, 助教 (40888799)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 唾液分泌不全 / 外分泌 / RNA-Seq / AQP5 / 低分子量Gタンパク質Cdc42 / 涙液増加 / RNAシーケンス / 唾液腺 / 涙腺 / RNAシーケンス解析 / RNA-Seq解析 / Cdc42 |
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| Outline of Research at the Start |
唾液腺の萎縮に伴う唾液分泌機能の低下は、むし歯を引き起こし、噛む・飲み込む機能も低下させるため、唾液分泌機能の維持に向けた研究が社会的に求められている。
申請者は老化した唾液腺の状態を模倣するため、遺伝子操作により唾液腺や涙腺が萎縮するマウスを作製した。このマウスの外分泌能を解析したところ、唾液分泌量が低下する一方で、涙液の分泌量は維持 (むしろ増加) することが明らかとなった。本研究では、分泌能を失う唾液腺と分泌能を維持する涙腺を比較することで、外分泌能の維持に関わる新たな分子標的を発見することを目的とした研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
網羅的遺伝子発現解析（RNA-Seq）により遺伝子操作前後の唾液腺と涙腺を比較するため、臓器が萎縮し分泌の差が認められる条件を検討した。腺房細胞特異的なCdc42ノックアウト（KO）４週間後の唾液腺および涙腺において、臓器重量の減少と腺房細胞におけるアポトーシス性の細胞死の増加が認められ、腺腔構造は太く膨らみを持つ構造に変化していた。次に、同KO条件でピロカルピン刺激後の唾液および涙液分泌量を比較したところ、唾液分泌量の有意な減少と涙液分泌量の有意な増加が認められた。これらから、Cdc42KO４週間のRNAをRNA-Seqに用いた。検出した遺伝子から水分泌に連動した挙動を示す因子を選出した結果、fold-change(FC)比（Cdc42KO群/対照群）が涙腺で増加し、且つ、耳下腺（漿液性唾液分泌を担う唾液腺）で－２以下に減少する15因子と、反対に涙腺で減少し、且つ、耳下腺で２以上増加する21因子が選出された。これらは、細胞周期、細胞死、細胞骨格形成、神経伝達などに関わる遺伝子や詳しい機能が知られていないlncRNAであった。検出した遺伝子がどのような生物学的機能を持つかを抽出するGO解析を行ったところ、高度に変動する因子として輸送、脂質・糖の代謝に関わる遺伝子が挙がった。中でも三大唾液腺と涙液で分泌変動と正方向の挙動を示した因子に脂質代謝に関わるAwat2と、負方向の挙動を示した因子に脂質代謝・糖代謝・輸送に関わるMup5が選出された。次に、水分泌に重要なAqp5遺伝子は水分泌と一致した方向に変動したため、その性状を評価した。AQP5タンパク質の発現量は耳下腺KO群で減少し、反対に涙腺KO群で増加した。免疫染色により局在解析をした結果、耳下腺では腺房、涙腺では腺房と導管の両方に局在するAQP5は、Cdc42KOの残留した腺房細胞上で増減していることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
教育エフォートの増加と妊娠・産休のために当初の計画より実験時間が十分にとれず、Aqp5以外の因子についての性状解析ができなかったため、「やや遅れている。」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
選出した遺伝子の定量PCRから、KO群-対照群間で有意な差が認められる因子を見出す。
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