有毛細胞と聴神経繊維のシナプスをターゲットとする新規内耳再生治療への挑戦

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K19713
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 欠畑 誠治 山形大学, 医学部, 教授 (90261619)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 吏 山形大学, 医学部, 准教授 (50344809) ; 杉山 元康 山形大学, 医学部, 医員 (60637255) ; 小泉 優 山形大学, 医学部, 非常勤講師 (80723585)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: 内耳 / 聴神経 / 有毛細胞 / シナプス / 再生

Outline of Annual Research Achievements

近年、内耳再生の分野で聴神経の障害が注目されている。これまで内耳障害の主な成因として有毛細胞の障害、特に外有毛細胞の易受傷性が考えられていたが、近年になりいくつかの病態においては有毛細胞の障害よりも前に聴神経の障害（聴神経-有毛細胞間シナプスの障害）が起こっていることが確認されたためである。
本研究では蝸牛器官培養系を用いて聴神経障害モデルを作製し聴神経の再生を試みている。組織保護および3次元構造の保持の目的で、コラーゲンゲルに包埋した状態で培養を行う方法を考案し、3-4週間程度に及ぶ長期間の組織培養による組織の劣化が抑えられた。まず、聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態のモデルの作成を検討した。
Wangらの報告によると、NMDA 0.5 mMとKainic acid 0.5mMの2種類の薬剤を作用させることで(NK処理)、培養蝸牛の聴神経及び聴神経-有毛細胞間シナプスが障害される。今年度の実験により、コラーゲンコートもしくはpoly-L-Lamininコートによる接着培養、コラーゲンゲルによる3次元培養、コーティングなしでの単純培養など、いずれの条件においても聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態が再現できた。
また、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を聴神経障害モデルに作用させることで、一度障害された聴神経が伸長している可能性が示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では蝸牛器官培養系を用いて聴神経障害モデルを作製し聴神経の再生を試みている。組織保護および3次元構造の保持の目的で、コラーゲンゲルに包埋した状態で培養を行う方法を考案し、3-4週間程度に及ぶ長期間の組織培養による組織の劣化が抑えられた。まず、聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態のモデルの作成を検討した。
Wangらの報告によると、NMDA 0.5 mMとKainic acid 0.5mMの2種類の薬剤を作用させることで(NK処理)、培養蝸牛の聴神経及び聴神経-有毛細胞間シナプスが障害される。今年度の実験により、コラーゲンコートもしくはpoly-L-Lamininコートによる接着培養、コラーゲンゲルによる3次元培養、コーティングなしでの単純培養など、いずれの条件においても聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態が再現できた。
また、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を聴神経障害モデルに作用させることで、一度障害された聴神経が伸長している可能性が示された。

Strategy for Future Research Activity

聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している聴神経障害モデルを用いて、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を作用させることで、一度障害された聴神経への効果が確認できたので現在、聴神経伸長作用の詳細およびシナプスに対する作用について、免疫組織化学による染色および、共焦点レーザー顕微鏡による蛍光観察による解析を行っている。

Causes of Carryover

本年度はおおむね予定通りの支出であったが、前年度に繰り越した消耗品などのための費用に再度繰り越しを生じた。