音を感じる脂肪酸クオリティ

• Project/Area Number: 23K18103
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: 柳田 圭介 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所・脂質生命科学研究部, 上級研究員 (00583882)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 脂肪酸 / リン脂質 / 聴覚 / 内耳有毛細胞 / ドコサヘキサエン酸

Outline of Research at the Start

生体内には無数の脂質分子が存在しており、近年脂質の量だけではなく「質」の違い・多様性が様々な生命現象に関わっていることが明らかになってきている。しかしながら、聴覚器である内耳については、脂肪酸の質の重要性どころか、実際の脂肪酸組成そのものすら不明であり、脂肪酸研究における未踏の領域である。
本研究では、音の感知における脂肪酸の種類・特性の意義つまり脂肪酸クオリティの意義に迫ることを目的とする。レポーターマウスやリピドミクスにより内耳構成細胞の脂肪酸特性つまり内耳脂肪酸クオリティを明らかにし、さらに遺伝子改変マウスを用いて、内耳脂肪酸クオリティが実際に聴覚機能に重要であるかを検証する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、音の感知における脂肪酸の種類・特性つまり脂肪酸クオリティの意義に迫ることを目的とする。
生体内には無数の脂質分子が存在しており、近年脂質の量だけではなく「質」の違い・多様性が様々な生命現象に関わっていることが明らかになってきている。しかしながら、聴覚器である内耳については、脂肪酸の質の重要性どころか、実際の脂肪酸組成そのものすら不明であり、脂肪酸研究における未踏の領域である。
本研究では、レポーターマウスやセルソーティング、リピドミクスにより内耳構成細胞の脂肪酸特性つまり内耳脂肪酸クオリティを明らかにし、さらにリン脂質脂肪酸組成が変容した14種類のLPLAT群欠損マウスを用いて、内耳脂肪酸クオリティの聴覚機能における重要性を実証する。
本年度は、各種LPLAT欠損マウスの聴覚機能スクリーニングを行った。その結果LPLAT3欠損マウスにおいて著しい難聴があることを再確認された、その他10系統については劇的な聴覚異常は確認されなかった。残りの系統についても次年度検討を続ける。また、LPLAT3欠損マウスにおける難聴のメカニズムに迫るべく、複数の細胞特異的LPLAT3欠損マウスを樹立し、その聴覚機能について検討を行った。その結果、内耳有毛細胞特異的LPLAT3欠損マウスにおいて、全身性LPLAT3欠損マウスと同様の著しい難聴表現型が確認された。従って、有毛細胞におけるDHAリン脂質生合成が聴覚機能に重要であることが強く示唆された。その他、有毛細胞のソーティングに向けて、有毛細胞がmTFPあるいはEGFP(核)でラベルされるレポーターマウスの樹立を完了した。これらの新規マウス系統を用いて有毛細胞のソーティングおよびリピドミクスに挑戦する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究実績の概要に述べた通り、14種類のLPLAT欠損マウス群について10系統については聴覚スクリーニングを終了している。また、複数の細胞特異的LPLAT3欠損マウスを新たに樹立し、その検証を速やかに行った結果、内耳有毛細胞におけるLPLAT3が聴覚機能に重要であることを明らかにすることができた。さらに、内耳有毛細胞のソーティングおよびリピドミクスに肝要な有毛細胞レポーターマウスの樹立も完了させることができ、次年度予定されていた実験への準備が順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

聴覚機能スクリーニングが進んでいないLPLAT欠損マウスについて、引き続き聴覚機能の評価を行う。新生児致死となる系統も複数系統あるため、こちらについては内耳有毛細胞特異的Cre系統とLPLATのfloxマウスの交配により有毛細胞特異的LPLAT欠損マウスを樹立し(準備中)、その評価を行う。LPLAT3欠損マウスにおける難聴表現型のメカニズムについては、引き続き組織学的解析を進め、違いが認められない場合は電気生理実験などの実施も考慮する。有毛細胞リピドミクスについては、予定通り作出されたレポーターマウスを用いて計画通り実施する。また、その応用例としてLPLAT3欠損マウス由来の有毛細胞のソーティングおよびリピドミクスを行うべく、有毛細胞レポーターありのLPLAT3欠損マウスを樹立する。