2020 Fiscal Year Research-status Report

The effects of DNA damage response to retinal regeneration in mammalian retina

Research Project

Project/Area Number	17K16989
Research Institution	Tokyo Women's Medical University
Principal Investigator	蒋池かおり東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90792408)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords	ミュラーグリア / 網膜 / フォスファチジルセリン / Rac1 / 増殖 / 貪食 / 網膜再生 / グリオーシス
Outline of Annual Research Achievements	我々はこれまでに、ラットにおけるN-methyl-N-nitrosourea (MNU) 誘発視細胞傷害モデルでは、網膜傷害後のミュラーグリア（MG）が一過的な増殖と同時にDNA損傷応答を呈し減少することを報告しており、平成29年度には、MGの減少はアポトーシスによるものであること、MNUにより変性した視細胞をMGが貪食している可能性があることを見出した。平成30年度には、MGではフォスファチジルセリン（PS）を認識することで増殖、変性視細胞貪食のどちらをも引き起こしている可能性を見出した。令和元年度には、貪食の過程においてPSの認識に引き続いて起こるファゴサイティックカップ形成に必須の因子、Rac1をMGが変性視細胞貪食時に発現しており、Rac1の活性化を阻害するとMGの増殖と、変性視細胞貪食能は抑制されること、PSの認識とRac1の活性化阻害により、グリオーシスマーカーであるGFAPの発現が抑制されることを見出した。以上の結果から、ラットのMNU誘発視細胞傷害モデルでは、MGが変性視細胞のPSを認識することで網膜の変性を感知し、引き続きRac1が活性化することで増殖、グリオーシス、変性視細胞の貪食が引き起こされていることが示唆され、申請者らは令和2年1月30日に上述の結果をScientific Reportsにて報告した。本年度では、コロナウィルス蔓延防止対策により著しく研究期間が短くなったものの、前年度の成果を発展すべく、研究計画の通りMGが発現するPSの受容体について検討した。その結果、変性視細胞が露呈するPSの認識には、TAM (Tyro3/Axl/Mer) 受容体チロシンキナーゼが関与している可能性があることを見出した。今後も引き続き、MGの増殖を制御するメカニズムを解明していく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。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度に実施予定であった、「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、変性した視細胞を貪食する過程で活性化されるパスウェイについて解析する。具体的にはフォスファチジルセリンの受容体を明らかにすべくリアルタイムPCR法等を用いて一般的なフォスファチジルセリンの受容体として報告されているTAM（Tyro3/Axl/Mer）受容体チロシンキナーゼ、TIM1、3、4、インテグリン等の発現について検討する。」という研究計画において、先述の通りTAM (Tyro3/Axl/Mer) 受容体チロシンキナーゼが関与している可能性があることを、リアルタイムPCR法を用いて見出した。さらに、Axl受容体チロシンキナーゼにおいては、蛍光免疫染色においても同様の結果を得た。本年度は研究期間が短縮された事とこれらの成果を勘案して、おおむね順調に進展していると評価できる。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度の研究計画であった、「変性した視細胞を貪食する過程で活性化されるパスウェイの検討」についての解析は先述した通り、リアルタイムPCR法、蛍光免疫染色法を用いてTAM (Tyro3/Axl/Mer) 受容体チロシンキナーゼが関与している事を示唆する結果が得られ、計画通り研究を推進できたと言える。令和3年度では令和2年の成果をさらに発展すべく、以下の方針に則り研究を推進する。すなわち、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、変性した視細胞を貪食する過程で活性化されるパスウェイについて引き続き解析する。具体的には一般的なフォスファチジルセリンの受容体として報告されている、TIM1、3、4、インテグリン等の発現をリアルタイムPCR法、蛍光免疫染色法を用いて検討するとともに、TAM (Tyro3/Axl/Mer) 受容体チロシンキナーゼの橋渡し分子として知られるGas6、ProteinSについて網膜内での発現の変化について解析する。
Causes of Carryover	以下の理由により64,591円の次年度使用金が発生した。コロナウィルス感染防止対策の為、出勤が制限され研究期間短縮となったため。次年度使用金は、分子生物学に必要な酵素、抗体、消耗品の購入に使用する。