| Project/Area Number |
23K18142
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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 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
畠山 淳 熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (90404350)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷川 俊祐 熊本大学, 発生医学研究所, 講師 (10726318)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 全身発生 / 末梢神経 / 臓器発達 / 臓器形成 / オルガノイド |
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| Outline of Research at the Start |
発生過程において、全臓器は、足並み揃えて個体として発生するが、各臓器の発生を調和する全身発生時計の制御の機構は不明である。末梢神経は、発生中期には全身に投射し始めており、遠く離れた臓器発生も制御する可能性がある。本研究では、全身発生という新たな視点から、臓器形成における神経の寄与を明らかにすることを目的とする。末梢神経除去マウスにおける臓器形成に対する影響を解析、及び全身発生の調和に働く神経由来因子の探索・同定を行う。さらに神経導入という新たな手法で臓器オルガノイド形成の改善を目指す。本研究成果は、発生学には新しい概念を、再生医療には新たな技術革新をもたらすことが期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経は、脳としての機能する以前から全身を統率しているかもしれない。発生過程において、脳だけ先に完成したり、心臓の形成が遅れることなく、全臓器の発生は足並み揃えて個体として発生するが、各臓器の発生を調和する全身発生時計の制御の機構は不明である。本研究では、全身発生という新たな視点から、臓器発生における神経の寄与を明らかにすることを目的とする。
本年度は、臓器発生における発生期の末梢神経の役割を明らかにするため、生直後のマウスに6-ヒドロキシドーパミン(6-OHDA)を投与し、末梢神経を選択的に除去する実験を行った。6-OHDAを投与してから一週間から二週間で臓器発達に影響があるかどうか検討するため、心臓、腎臓、脾臓、肺を採取し、その重さを比較解析した。その結果、末梢神経系が減少している個体では、臓器重要が小さくなっていたが、体全体の体重も軽い傾向にあり、体サイズに伴う臓器サイズである可能性を排除できない結果となった。今後は、6-OHDAの投与量の調整及び体重に対する臓器重量で解析し直し、末梢神経が臓器発達に必要かどうか検討する。
さらに、末梢神経系に発現があり、視床軸索末端から分泌され大脳皮質の層形成を制御する機能をもつVGFに着目した（eLife 2022)。VGFは、抹消神経末端からも分泌され臓器発達に作用する可能性がある。VGFノックアウトマウスを解析したところ、現時点では臓器サイズに影響がみられる個体は得られていないが、まだ試料数が十分でないため、引き続き解析を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
6-OHDA投与実験は、先行研究の結果と異なり、末梢神経減少に伴い摂食障害の影響があり、体の小さな個体が多数あるとみられた。そのため、今後、6-OHDAの量の調整や体重比を加味した解析が必要で、それに伴い、抹消神経や6-OHDA処理した臓器のトランスクリプトーム解析が予定より遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
6-OHDAの投与量の調整及び体重に対する臓器重量を加味した解析で、末梢神経除去実験は引き続き行う。そして、今後は、オルガノイドと末梢神経の共培養系を確立し、末梢神経の臓器発生・発達に対する作用を検証する。
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