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Development of genetically modified mice (Osmonitoring mice) that monitor osmotic environment in the body for an understanding of immune regulation

Research Project

Project/Area Number 22K19324
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Naguro Isao  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80401222)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords浸透圧 / NFAT5 / 遺伝子改変マウス / マクロファージ / Osmonitoring / 炎症 / 免疫細胞
Outline of Research at the Start

本研究では、哺乳類細胞の浸透圧応答に関する我々独自の知見を活用し、生体内浸透圧環境の精緻なモニタリング手法(Osmonitoring)の開発に挑戦する。近年、体内浸透圧環境は炎症に関わる免疫細胞の活性に影響することが報告されているため、この手法を適用したマウスで、炎症やがん、高食塩食、老化などによる体内浸透圧変化をモニターしつつ、その場に存在する免疫細胞の性質を解析する。
本研究により、体内浸透圧環境による免疫細胞制御の理解を深め、未だ満足いく治療法が確立されていない炎症・免疫関連疾患に対して、浸透圧環境という革新的な視点からの治療方針の提案を目指す。

Outline of Final Research Achievements

For in vivo osmo-monitoring, we evaluated our original reporter system which monitors environmental osmolarity via an artificial promotor (on specificity, sensitivity and time course of the reporter). These results suggest that the monitoring system exhibits high specificity to osmotic condition and responsiveness to several hours’ osmotic environment. Although we obtained several mice harboring the reporter gene (transgenic mice), we could not establish a mouse line fulfilling the practical use for osmo-monitoring in vivo because of lack of signal intensity or failure of germline transmission. We still continue to establish the osmo-monitoring mouse line.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、これまで不可能であった細胞スケールの局所浸透圧を実際にモニタリングするための独自の新しい方法論の妥当性の検証ができた。残念ながら実際にOsmonitoringマウス系統の樹立には至らなかったが、本研究で得られた情報とリソースをもとに継続して作成を試みる。これにより、炎症やがん局所の微小環境における実際の浸透圧環境の時空間的な広がりと、それによる免疫細胞制御の機序を明らかにできれば、感染防御やがん免疫の強化、過剰炎症の抑制を浸透圧制御の観点からコントロールできる薬剤の開発やその知的財産の取得にもつながる可能性がある。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Institute for Medical Microbiology/Immunology and Hygiene/University of Cologne(ドイツ)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Sodium ion influx regulates liquidity of biomolecular condensates in hyperosmotic stress response2023

    • Author(s)
      Morishita Kazuhiro、Watanabe Kengo、Naguro Isao、Ichijo Hidenori
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Issue: 4 Pages: 112315-112315

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112315

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mitochondria directly sense osmotic stress to trigger rapid metabolic remodeling via regulation of pyruvate dehydrogenase phosphorylation2023

    • Author(s)
      Ikizawa Takeshi、Ikeda Kazutaka、Arita Makoto、Kitajima Shojiro、Soga Tomoyoshi、Ichijo Hidenori、Naguro Isao
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 299 Issue: 2 Pages: 102837-102837

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102837

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 哺乳類細胞が備える両方向性の浸透圧ストレスシグナル伝達2024

    • Author(s)
      名黒功
    • Organizer
      第9回お茶の水サイエンス倶楽部
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 浸透圧ストレスはミトコンドリアで直接感知されPDKを介して糖代謝を迅速・可逆的に変化させる2023

    • Author(s)
      名黒 功、一條 秀憲
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会75
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 浸透圧ストレス受容モジュールASK3 condensateの形成と流動性制御2023

    • Author(s)
      名黒 功、一條 秀憲
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マクロファージの高浸透圧ストレス応答におけるNFAT5制御分子としてのHES1の機能解析2023

    • Author(s)
      足立 浩輝、立野 浩輝、名黒 功、一條 秀憲
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 浸透圧ストレスの細胞応答機構2023

    • Author(s)
      名黒 功
    • Organizer
      第7回日本メカノバイオロジー学会学術総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 哺乳類細胞における浸透圧の感知と応答を担う分子機構2022

    • Author(s)
      名黒 功
    • Organizer
      第6回日本臨床薬理学会中国・四国地方会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] キナーゼシグナルが制御する両方向性の浸透圧ストレス応答2022

    • Author(s)
      名黒 功、一條  秀憲
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高浸透圧ストレスにおけるNFAT5制御分子としてのHES1の機能解析2022

    • Author(s)
      足立 浩輝、立野 浩輝、名黒 功、一條  秀憲
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 東京大学 大学院薬学系研究科 細胞情報学教室

    • URL

      https://saijyou.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

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      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学大学院薬学系研究科細胞情報学教室

    • URL

      https://saijyou.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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