| Project/Area Number |
23K15393
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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 54040:Metabolism and endocrinology-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
河村 菜実子 九州大学, 医学研究院, 学術研究員 (30827267)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 副腎機能不全 / 副腎皮質リモデリング / ステロイド / アポトーシス / ミトコンドリア / マウス / 幹細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
副腎は、ストレス応答の司令塔として生体の恒常性維持に不可欠な内分泌臓器である。ステロイドの長期投与は、糖質コルチコイドの分泌低下および副腎皮質萎縮を引き起こし、副腎機能不全の原因となる。ステロイドの漸減により副腎皮質機能は回復するが、副腎皮質萎縮から回復までの副腎皮質リモデリング分子機構には不明の点が多い。本研究では、副腎皮質萎縮過程を形態学的解析手法により経時的に捉えることにより、副腎皮質萎縮の誘発機構を解明する。更に、シングルセルトランスクリプトーム解析により、副腎皮質萎縮期および回復期における細胞集団特異的な遺伝子変化を解析することで、副腎皮質リモデリングの分子機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
野生型マウスの皮下に浸透圧ポンプを用いてデキサメタゾン（DEX, 8 μg/day）を1～14日間持続投与すると、投与1日後から血漿ACTH濃度が低下し、投与3日以降に副腎皮質束状層（ZF）の菲薄化、アポトーシスおよびマクロファージ浸潤が認められた。
電子顕微鏡解析により、DEX投与3日以降のZF細胞ではミトコンドリアの断片化およびミトコンドリア数の減少が確認された。これらの形態学的異常はZF細胞に限られ、ZG細胞では観察されなかったことから、DEX投与によりアポトーシスを引き起こしたZF細胞ではミトコンドリアの機能不全が起こっていることが示された。また、活性酸素(ROS)染色試薬を用いてミトコンドリアROSを測定したところ、DEX群では生食群と比較してミトコンドリアROSの蓄積が認められた。さらに、DEXを投与したマウスにROS scavengerであるNACを投与すると、DEXで誘発された副腎の病態回復が確認された。DEX投与群の副腎では抗酸化作用のあるグルタチオンの減少が認められ、シングルセルRNA-seq解析によって、DEX投与群のZF細胞でグルタチオンの生合成のマスター転写因子であるNRF2の発現が減少することが明らかとなった。
DEXとACTH (0.5 μg/day)を同時投与すると、副腎皮質の萎縮やアポトーシスは抑制され、副腎細胞株におけるcAMP-PKA経路の活性化によりNRF2およびグルタチオン合成経路の活性化が確認された。
これらの結果から、糖質コルチコイド投与によるACTH分泌の低下は、副腎皮質細胞における抗酸化転写因子NRF2の発現低下を引き起こし、それに伴いグルタチオンの産生が減少することが示された。グルタチオンの低下はミトコンドリア由来のROS蓄積を招き、ミトコンドリア機能障害を誘導することで、副腎皮質細胞にアポトーシスを惹起する可能性が示唆された。
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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
当初計画として掲げていた、糖質コルチコイドによる副腎皮質萎縮の分子メカニズムについては、詳細な解析を行い、計画通り達成することができた。今後は、副腎皮質の回復期に関する研究をさらに発展させ、新たな研究展開へと繋げていきたいと考えている。
以上のことから、現在までの進捗状況については「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
デキサメタゾン（DEX）投与により、副腎皮質束状層へのマクロファージ浸潤が認められたことから、令和7年度は副腎皮質細胞とマクロファージとの相互作用についても解析を行う予定である。加えて、副腎皮質の回復期における副腎皮質細胞の分化に関与する重要な転写因子の同定を目的として、ATAC-seq解析等の網羅的解析を実施し、副腎皮質分化メカニズムの解明を目指す。
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