気管幹細胞におけるミトコンドリアダイナミクスの役割の解明
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22K20654
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
野口 雅史 和歌山県立医科大学, 薬学部, 助教 (50714870)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / シグナル / 呼吸器 / 幹細胞 / がん |
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| Outline of Research at the Start |
組織幹細胞は定常状態において未分化性を維持し、組織損傷時に一過的に増殖して、分化細胞を供給する。組織恒常性維持には幹細胞の適切な機能が必要である。本研究では気管幹細胞におけるミトコンドリア形態制御の役割を解明する。ミトコンドリアの形態制御は、細胞内代謝及びシグナルネットワークを制御することが広く知られているが、気管幹細胞においては未解明である。昨年度までの留学時に本申請者は、ミトコンドリア融合因子OPA1が気管幹細胞の増殖、分化を制御することを見出した。本研究では、OPA1の下流のシグナル経路がどのように気管幹細胞の振る舞いを制御するのか、その中核をなす新たな分子機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリア形態形成因子OPA1下流のシグナル経路がどのように呼吸器における気管幹細胞の振る舞いを制御するか、核心となる分子機構を解明することを目的とし、研究を実施した。当該年度は特に、実際の研究実施にむけ、現所属である和歌山県立医科大学におけるマウス等試材のセットアップを行った。研究実施計画に記載のように、BSCs特異的OPA1欠損マウスおよびtsBSCs細胞株のイタリア Padova大学から現所属への移設を試みた。2022年11月にPadova大学 Scorrano研究室へ訪問、研究資材の移設手続きや研究方針について研究協力者と打ち合わせを綿密に行った。マウスに関しては精巣上体尾部の輸送に成功し、和歌山県立医科大学において、部分的にマウスの復元を行うことができている。またtsBSCs細胞株は、凍結保存した細胞が現所属で生育しなかったため、研究協力者にPadova大学における培養と増幅、輸送を依頼し、現所属への導入を実現できた。さらに、現所属において遺伝子組み換え委員会の許可を得、mito-YFP等レンチウイルスの作製系の確立に成功した。これらは、研究の実施において必要不可欠な基礎的試材および技術であり、本期間内に現所属において樹立できたことは一定の成果である。本研究について国内における国際学会にて発表した。さらに、当該期間中に肺腺がんのEGFR阻害剤耐性にOPA1が関与することを示した論文を投稿（Cell Death & Disease, 2023 4月に受理)し、OPA1の呼吸器上皮における重要性を示すことができた。また、ミトコンドリア内膜因子が呼吸器遠位の肺胞領域の形成に重要であることを遺伝子欠損マウスを解析することで新たに発見し、複数の国内学会において成果を発表した。
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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
当該年度は研究実施計画に記載のように、BSCs特異的OPA1欠損マウスおよびtsBSCs細胞株のイタリア Padova大学から現所属への移設を試み、予定通り実施することができた。また、レンチウイルスを用いた実験について施設のセットアップや遺伝子組み換え委員会の許可を得、実際に本年度中に作製することができた。概ね順調に研究遂行に向けて計画が進捗していると考えられる。さらに本計画において、最も時間を要することが想定されるマウスの繁殖について、研究代表者自身がマウス生殖工学を助成期間中に習得し、繁殖計画の前倒しをすることが可能となった。現在Padova大学より導入、復元した少数マウスを元に本技術により、実験に供するに十分な数まで繁殖させる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策については、当初の計画通り、BSCs特異的OPA1欠損マウスおよびtsBSCs細胞株を用いた解析を行う予定である。特にBSCs特異的OPA1欠損マウスについては実験に使用する匹数の確保のために、新たに習得した生殖工学を用いて最速で繁殖させる。またin vitroの解析部分については、OPA1 flox マウスの繁殖を待つだけではなく、Padova大学から導入したtsBSCsと新たに導入したレンチウイルスによるOPA1 shRNA系（遺伝子組み換え実験の承認済み）を用いて速やかに実施する予定である。さらに計画書に記載のバイオインフォマティクスにより同定した関連因子について、レンチウイルスによるshRNA実験が和歌山県立医科大学より承認されたため、研究計画に加えてレンチウイルスベクターの作製を開始する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
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[Presentation] Inhibition of the mitochondrial shaping protein OPA1 restores lung adenocarcinoma cells sensitivity to gefitinib.2022
Author(s)
Masafumi Noguchi, Susumu Kohno, Anna Pellattiero, Yukino Machida, Keitaro Shibata, Norihito Shintani, Takashi Kohno, Noriko Gotoh, Chiaki Takahashi, Atsushi Hirao, Luca Scorrano, Atsuko Kasahara
Organizer
第96回日本薬理学会年会
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