| Project/Area Number |
22K19574
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
三木 敏生 日本大学, 医学部, 教授 (80845305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太向 勇 日本大学, 医学部, 助手 (20836556)
堀江 真史 金沢大学, 医学系, 准教授 (60732659)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / 細胞間水平移動 / 網羅的遺伝子解析 / 移送開始シグナル / 細胞膜ナノチューブ / 細胞外小胞 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、細胞間でミトコンドリアの受け渡し現象が確認されている。本研究では、このミトコンドリアの細胞間水平移動がどのように開始されるのかについて、分子生物学的手法を用いて解明する。ミトコンドリアを受け取った細胞と受け取らなかった細胞で異なる遺伝子発現に注目し、開始シグナルに関わる候補遺伝子を同定する。これらの遺伝子の機能を検討し、ミトコンドリアの細胞間水平移動のメカニズムを明らかにする。将来的には、本研究で得られた成果から細胞間コミュニケーションの制御方法を開発し、ミトコンドリア病の新規治療法のみならず生活習慣病、がん、老年医学などの分野において新しい治療戦略につながることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ミトコンドリアの細胞間水平移動のメカニズムについて、特にミトコンドリアの移動がどのように開始されるのかについて解明し、細胞間コミュニケーションを制御するための知見を得ることである。これにより、がん細胞の耐性獲得の阻止や酸化ダメージを受けた組織の修復を目的とする新しい治療方法の開発が期待される。本研究では、レンチウイルスベクターを用いて遺伝的に蛍光ラベルしたミトコンドリアを持つ細胞株を用いる。この実験系により、ミトコンドリアを受け取った細胞と受け取らなかった細胞をフローサイトメーターを用いて分別することが可能になり、それぞれのトランスクリプトームを網羅的に解析して、ミトコンドリア移送開始の契機となるシグナルを探求する。令和4年度は、ミトコンドリアの細胞間水平移動のメカニズムを検討するために適切な赤色蛍光タンパクの選定を行い、このシステムを用いて予備的にフローサイトメーターを用いて分別した細胞のRNAseq解析を行ったが、サンプル間に大きなばらつきがあったため、令和5年度はその原因究明とトラブルシューティングを行なった。その結果、レシピエント細胞株によりミトコンドリア移送効率に差があることや過酸化水素暴露によるミトコンドリアの傷害誘導に問題があること、またフローサイトメーターを用いた細胞分別の際のゲート設定が困難であることが判明した。そこで、これらの問題点を解決し、再びフローサイトメーターを用いてサンプルを調整し、RNAseq解析を行なっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和4年度に行った予備的RNAseqの結果サンプル間に大きなばらつきがあったため、令和5年度はその原因究明とトラブルシューティングを行なった。現在新しいレシピエント細胞を選定し、FACSのゲート調整を厳密に行うなど改善したサンプルを用いて、再びRNAseqを外部委託し結果を待っているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
再度行ったRNAseqの結果が戻り次第、データの解析を行い、得られた差次的発現遺伝子データの結果からミトコンドリア移送に関わると思われる遺伝子の同定を行う。選抜した候補遺伝子の機能を探索するため、multi-shRNA法および発現ベクターを用いた遺伝子導入により機能欠失/機能獲得(LOF/GOF)実験を行い、機能的遺伝子の同定およびシグナル伝達経路を同定する。
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