2017 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the molecular basis of mechano-sensing and responding system and its alteration in hypertension
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17K09736
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
長瀬 美樹 杏林大学, 医学部, 教授 (60302733)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高血圧 / メカノバイオロジー / 圧受容器 / 伸展受容器 / イオンチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高血圧は日本人成人の3人に1人が罹患するcommon diseaseで、血圧制御メカニズムを解明し、病態に基づく高血圧の革新的治療法を開発することは、健康長寿社会の実現のため、また医療経済的にも喫緊の課題である。昨今、細胞が機械的刺激を感知し応答する仕組みを探求するメカノバイオロジー研究の進歩により、イオンチャネルをはじめとする圧センサーの本体が明らかになりつつある。本研究では、① げっ歯類、ヒトにおける血圧・血流感知応答システムの存在部位と構造を決定、② 血圧・血流センサー分子を特定し、下流の応答シグナルカスケードを解明、③ 高血圧モデル動物において、メカノバイオロジーの変容を決定し、治療標的を同定という目標を設定し、H29年度は目標①②について研究計画に沿って研究を実施した。
(1) げっ歯類（マウス）ならびにヒト（解剖体）を用いて、血圧・血流感知応答システムとして頸動脈洞と頸動脈洞神経、上神経節、大動脈弓と大動脈減圧神経、下神経節、左右心房の伸展受容器を含む標本を採取し、その解剖学的構造（壁構造や神経の分布・走行）を明らかにした。神経の走行を可視化するための技術として、Shieler染色とアセチルコリンエステラーゼ（AChE）染色、ホールマウント免疫組織染色、組織透明化のストラテジーを樹立した。また、組織切片を作製し、神経全般、交感神経、副交感神経、知覚神経特異的マーカー分子の免疫組織染色で区別する方法を確立した。
(2) 血圧・血流センサー分子を特定し、下流の応答シグナルカスケードを解明：TRPファミリー、Piezoなどのイオンチャネルに着目した解析を計画していたが、良質な特異的抗体がなく、分布パターンを明らかにできなかった。
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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
H29年度は目標①②を計画し、目標①の血圧・血流感知応答システムの解剖学的特性解析はおおむね計画通り実施することができた。ヒト頸動脈洞近傍には舌咽神経、迷走神経、頚部交感神経幹からの枝が複雑に走行しており、顔面骨、特に下顎骨を除去することで、頚静脈孔周辺に存在する舌咽・迷走神経の上下神経節を露出させることができた。
目標②は、良質な抗体が市販されていなかったため、その局在を明らかにするために、レポーターマウスを用いた解析、RNA scope in situ hybridization 法による解析を研究計画に追加することとした。また、H29年度は研究代表者の異動に伴い、目標②の分子細胞生物学的解析部分をH30年度に行うこととした。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)げっ歯類、ヒトにおける血圧・血流感知応答システムの存在部位と構造を決定：H29年度はマウスやヒトご遺体より採取した標本で神経走行を可視化するストラテジーを確立することができたので、H30年度は本手法を用いて頸動脈洞、大動脈弓や心房、腎臓の傍糸球体装置に存在する、圧受容器、伸展受容器が存在する部位の解剖学的構造を、神経染色、免疫組織染色、電子顕微鏡解析などで解析する。
(2)血圧・血流センサー分子を特定し、下流の応答シグナルカスケードを解明：Piezo 1, 2レポーターマウスを用いた発現局在の解析、RNA scope in situ hybridization 法とqPCR法による局在解析を追加する。Sodium Nitroprusside、Phenylephrineを投与して血圧を急性に下降・上昇させ、また大動脈に加圧cuffを装着して圧を変化させ、候補分子の発現変化、活性変化にて解析する。上神経節、下神経節のprimary cultureを行い、in vitroで圧力負荷、伸展負荷をかけ、細胞内シグナルの変化を比較解析する。下流シグナル候補として、ERKやRho kinase、Rac1の関与を調べる。候補分子のsiRNAによるknockdown実験も行う。傍糸球体装置センサーは、交感神経終末が壁のどこまで到達するか決定し、microdissectionと免疫染色による候補分子の発現を解析する。
(3)高血圧モデル動物において、メカノバイオロジーの変容を決定し、治療標的を同定：自然発症高血圧ラットSHRやDahl食塩感受性高血圧ラット、除神経による血圧易変動ラットにおいて、メカノ感知応答系の変化を解析する。
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| Causes of Carryover |
研究代表者はH29年4月1日に順天堂大学より杏林大学医学部解剖学教室に異動した。大学の援助のもと、研究室を新たに立ち上げる必要があり、当初9月頃完成予定であったが、予定より時間がかかりH30年3月に完成した。
その間、使用できる解析装置が限られており、H29年度に計画していた目標②の一部をH30年度に行うこととし、そのため、H29年度研究費を使い切らずにH30年度に使用することとした。逆に目標①ではH30年度計画を一部H29年度に施行した。現在研究室のセットアップは完了しており、H30年度は本プロジェクトの要の部分にあたる目標②を重点的に行う。
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Research Products
(11 results)
