平衡覚を特徴づける2種類の前庭感覚細胞の分化マスター遺伝子の探索

• Project/Area Number: 23K08985
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小野 和也 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (70972165)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若井 恵里 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40964896) ; 日比野 浩 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70314317)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: Fgf / LTK / 有毛細胞 / 前庭 / 内耳 / RNA-seq / 発生

Outline of Research at the Start

頭部の安定化や視覚の維持、すなわち平衡感覚は、主に耳の感覚細胞である「有毛細胞」により受容され、その情報が神経・脳へと伝えられることで保たれている。有毛細胞はその形や機能の違いにより二種存在し、動物種により分布も大きく異なるが、その平衡感覚の維持における意義や、形成メカニズムは明らかになっていない。本研究では、ゼブラフィッシュ 、ニワトリ、マウスなど様々な動物種の有毛細胞における遺伝子発現を比較することにより、二種の有毛細胞を作り出すのに必要かつ十分な遺伝子「マスター遺伝子」を同定することを目的とした研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類だけでなく、鳥類や爬虫類においても前庭有毛細胞は２種存在しており、分化に必要な遺伝子は種を超えて保存されているはずである。本年度は、前庭有毛細胞の分化マスター遺伝子の候補を探索するため、既に報告されたニワトリの論文(Scheibinger et al., 2022 Cell Reports)において公表されているscRNAのデータセットを用いて、２種の有毛細胞特異的に発現する遺伝子を網羅的に比較した。その結果、２型有毛細胞に比べ１型有毛細胞に多く発現する遺伝子としてLeukocyte Receptor Tyrosine Kinase (LTK)及びFgf10を同定した。これらの遺伝子は発生過程において細胞分化にも関わるため前庭有毛細胞の２種性にも関与している可能性がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

報告されたscRNAのデータセットを用いて前庭有毛細胞２種性を決定するマスター遺伝子の候補遺伝子を複数同定できたことは当初の大きな目標の一つであるため。

Strategy for Future Research Activity

前庭２型有毛細胞に比べ、１型有毛細胞に多く発現する遺伝子として新規に同定されたLTK及びFgf10が哺乳類にも当てはまるか否かを野生型マウスを用いて検討する。具体的にはIn situhybridization法や免疫組織化学的手法を用いて、マウス１型前庭有毛細胞におけるLTK及びFgf10の発現を調べる。