| Project/Area Number |
23K18219
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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 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
川端 剛 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (60734580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 利憲 広島大学, 両生類研究センター, 教授 (60580925)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2026-03-31
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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 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | イモリ / オートファジー / 飢餓 / mTOR / リソソーム |
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| Outline of Research at the Start |
有尾両生類であるイモリは高い組織再生能力を持ち、また無給餌で半年以上も生存するなど、各種ストレスに高い耐性を示す。細胞内バルク分解系のオートファジーは、個体の発生と分化、また飢餓耐性に重要な役割を果たす事が哺乳類等における研究より判明しているが、これまでイモリのオートファジー研究は皆無、分子メカニズムも不明であった。本計画ではイモリのオートファジー制御メカニズムを明らかとし、イモリの驚異的飢餓耐性の謎を解明すると共に、その高い再生能力における役割について検証する。これより、神経変性疾患等多くの疾患新規治療法への応用が期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
イモリ細胞におけるオートファジー誘導の基本的なメカニズムを解明するため、飢餓により誘導されるオートファゴソーム形成のカイネティクスを詳細に検討した。特に、哺乳類細胞との相違を明確にするため、正常細胞としてhuma dermal fibroblasts (HDF)およびMRC5細胞を、またがん細胞としてA549（肺がん細胞）およびPANC1（膵臓がん細胞）を、計４種のヒト細胞との比較検討を行った。これより、イモリ細胞は概ねヒト細胞と同程度の時間でオートファゴソーム形成がプラトーに達することが明確になった。２４時間の長時間飢餓において２種類の正常ヒト細胞は富栄養条件に近い程度に戻る一方、二つのがん細胞系列ではオートファゴソーム形成能が高い状態が維持されていた。イモリ細胞では、２４時間飢餓でプラトーから低下するものの、富栄養条件下よりも高いオートファゴソーム形成能を維持しており、ヒト正常細胞とガン細胞の中間の特徴を示していた。これらの知見とmTORの制御メカニズムなど他のデータと共に論文を投稿し、現在査読中である。査読者のコメントに基づき、現在、２４時間よりもさらに長い３日から１週間ほどの栄養飢餓に晒された条件下におけるオートファゴソーム形成についてイモリとヒト細胞の比較検討を行った。一週間の栄養飢餓条件下において、大部分の正常ヒト細胞が死滅するのに対し、イモリ細胞は若干の細胞毒性は示すものの、大部分が生存しており、イモリ細胞がヒト細胞よりも高い飢餓耐性を示すことが分かった。
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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
上記の通り、イモリと哺乳類細胞の飢餓誘導オートファジーにおける違いと、その生理学的意義に関する論文を英文誌に掲載するべく研究結果をまとめている。査読者の意見を取り入れ、想定よりも長い飢餓に対するイモリのオートファゴソーム形成能を検討している。それに伴い、長時間の飢餓に晒された状態のオートファジー誘導機構を明らかとし、哺乳類細胞において既知の短期間の飢餓時の応答と比較検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
哺乳類細胞の遺伝子発現コンストラクトはそのままイモリ細胞で使用することはできないため、飢餓に応答した各種オートファジー関連タンパク質の動態を調べるためにイモリ細胞に特化したコンストラクトを作成し、詳細な解析を行う。
同様に、イモリ細胞の飢餓誘導オートファジーに加え選択的オートファジー能について検証するため、polyQコンストラクトの作成を進めている。
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