2017 Fiscal Year Research-status Report
The effects of DNA damage response to retinal regeneration in mammalian retina
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17K16989
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
蒋池 かおり 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90792408)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ミュラーグリア / 網膜再生 / 貪食細胞 / 眼科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラットにおいて、MNUによる視細胞特異的網膜傷害モデルでは、網膜傷害後のミュラーグリア（MG）は細胞周期へ進入した後にDNA損傷応答を呈し、減少する。本年度では、以下の内容について解析した。1、MGがアポトーシスを起こして減少している可能性を考え、アポトーシス検出（TUNEL）を行ったが、TUNEL陽性のMGは検出されなかった。そこで、細胞が生きたまま貪食されるファゴトーシス(Phagoptosis)が起きている可能性も考え、貪食細胞の活性化を抑制する薬剤（ミノサイクリン）を腹腔内投与し、残存するMGがTUNEL陽性（アポトーシス）であるのか、TUNEL陰性（ファゴトーシス）であるのかを確認した。その結果、ミノサイクリンを投与したラットでは、MGが減少し始める時期に一致して、TUNEL陽性のMGが存在していた。このことから、一部のMGはアポトーシスを起こし、速やかに貪食細胞に処理されていることが示唆された。2、ミノサイクリンによって、貪食細胞の活性化を抑制した網膜でも、変性視細胞は処理された。MNUモデルでは貪食細胞ではなく、MGが変性視細胞を貪食している可能性を考え、免疫組織化学的に検討した。その結果、MGの突起内部に、rhodopsinでラベルされる視細胞の残骸様物質を発見し、MGが貪食能を獲得していることが示唆された。以上の結果から、MGがアポトーシスを起こして減少していること、MGが貪食能を獲得していることが考えられた。近年、MGの貪食能獲得と網膜の再生に関連があることを示唆する報告がなされているため、その重要性をさらに明らかにし、MGの増殖を制御するメカニズムを解明することで網膜の再生を活性化する手法を探索し、網膜再生医療に寄与することを目指したい。
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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
本年度に実施する予定であったミュラーグリアの細胞死と貪食細胞の関与についての解析実験は、先述の通りミノサイクリンを用いることで、ミュラーグリアはアポトーシスを起こした後に速やかに貪食細胞によって処理されていることを示唆する結果を得た。また、ミノサイクリンを用いて貪食細胞の活性化を抑制しているにも関わらず、変性視細胞が消失したことから、ミュラーグリアの貪食能獲得という可能性を見出し、免疫組織化学的に検討したところミュラーグリアが貪食能を獲得していることを示唆する結果を得た。実施計画にはなかった新しいテーマである「貪食能の獲得」であるが、近年魚類で網膜再生との関連を示唆する報告がなされたことから複数の総説で取り上げられているものの、哺乳類ではその可能性を示した報告は全くない。ラットにおいてミュラーグリアが貪食能を獲得する時期と細胞周期へ進入する時期が一致していることから、ラットのミュラーグリアの貪食能獲得と網膜再生に関連があると考え、その重要性を明らかにしていく。本研究に成果を還元できる新しい結果を得たことを勘案して、おおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の研究計画であった、「ミュラーグリアの細胞死と貪食細胞の関与」についての解析は、先述した通り、一部のミュラーグリアがアポトーシス後、速やかに貪食細胞によって処理されている事を示唆する結果が得られたことから、計画通り研究を推進できたと言える。この過程で、「貪食能の獲得と網膜の再生」というより発展的で新規性の高いテーマを見出したことにより、平成30年度はこのテーマに関する研究を先行させ、当初は平成30年度以降の研究計画にあった「ミュラーグリアの細胞死とp53の関与」についての解析は、平成31年度から行う。平成30年度の推進方策は以下の通りである。
1、ミュラーグリアの貪食能獲得についてさらに検討するため、蛍光色素を硝子体内投与し、網膜に傷害の起きていないコントロール群と比較して、網膜傷害後のミュラーグリアが蛍光色素を取り込んでいるかどうかを検討する。
2、貪食能の獲得が、ミュラーグリアの増殖に関与しているのか、あるいはミュラーグリアの増殖が貪食能の獲得に関与しているのかを検討するために、貪食、増殖それぞれの阻害剤を用いてその影響を解析し、どちらの事象が先行して起きているのかを明らかにする。もし各種薬剤が硝子体内投与によるin vivoの実験で計画通りに進まない場合は、器官培養の系を用いる。
以上の実験を行い、哺乳類では最初の報告となる、ミュラーグリアの貪食能獲得と網膜の再生の関連性について平成30年度中の論文投稿を目指す。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は1円であり、本年度は計画的に助成金を使用することができたと言える。翌年度も本研究を遂行するにあたって、遺伝子導入試薬、分子生物学に必要な酵素、抗体、消耗品および実験用動物を購入する。また、研究成果発表のための出張費、学術誌に掲載する際の論文投稿費として使用する。
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