2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the prevention system of hearing loss by exercise focusing on the PGC-1alpha/Nrf2 passway.
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18H02949
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
香取 幸夫 東北大学, 医学系研究科, 教授 (20261620)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永富 良一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20208028)
本藏 陽平 東北大学, 大学病院, 助教 (20810146)
池田 怜吉 東北大学, 大学病院, 講師 (30645742)
鈴木 淳 東北大学, 大学病院, 助教 (80735895)
川瀬 哲明 東北大学, 医工学研究科, 教授 (50169728)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 加齢性難聴 / 抗酸化作用 / PGC-1α/Nrf2経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 1～12か月齢のマウスを用い、加齢に伴う蝸牛でのPGC-1α/Nrf2経路を免疫組織化学により検討中である。先行する多施設の研究ならびに各種抗体を用いた今までの検討では、蝸牛外側壁のラセン靭帯付近、蝸牛神経節に局在が示唆されるが、未だ再現性をもって同定しきれていない。今後の研究において、より再現性のある検出法（用いる抗体の変更を含めて）を検討する必要があると判断された。
2. マウスに複数の強度の運動負荷を促し、その条件下で短期的に聴力の変動がないこと（運動が聴力維持にマイナスに働かないこと）を確認中である。これを参考に今後の運動負荷に用いる条件を設定する予定である。
3. 抗酸化作用に主要な働きを司るNrf2経路が加齢動物の難聴の進行の防止に働け得るかどうかを検討するために、Nrf2経路をマイナス方向に制御するkeap1をノックダウンしたマウスを用い、加齢に伴う聴力変動と内耳組織の変化を観察した。Keap1ノックダウンマウス、すなわちNrf2経路が活性化しているマウスでは、野生型に比して、聴性脳幹反応（ABR）の閾値が、特に低音～中音域において有意に低く、内耳蝸牛の頂回転から中回転にわたり（ABRの閾値が低い音域の音受容に相当する部分で）組織の変性も抑えらえていた。加えて酸化ストレスの存在を標識する免疫組織化学により、keap-1ノックダウンマウスの蝸牛では酸化ストレスが抑制されていることが確認された。以上の結果から、Nrf2経路が蝸牛を酸化ストレスから保護し、それにより加齢性難聴の進行が減少することが示唆された。この研究成果をnpj Aging and Mechanisms of Disease誌に公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
1. 酸化ストレスの軽減が加齢性難聴の制御に有効なことをNrf2経路が活性化しているマウスを用いた動物実験で示せた一方、運動によりNrf2経路を活性化する際に鍵となるPGC-1α/Nrf2経路のマウス蝸牛での分布と加齢による変化を明らかに出来ていない。PGC-1α/Nrf2の局在を再現性をもって示せる解析方法を模索している。
2. 2020年4月～6月の間、Covid-19の流行により研究室のBCPレベルが上がり、研究室内での業務が制限された。とくに動物に運動負荷を課す実験系の立ち上げが遅延していることから長期的に運動負荷を課す動物群の作成が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、適切な運動負荷が、PGC-1α/Nrf2経路を介して抗酸化機能を助長し、難聴の予防に資するかどうかを検討する。
抗酸化ストレスならびに運動負荷の難聴に対する予防効果を明らかにするため、PGC-1α/Nrf2の局在を、様々な検出方法により検討し、それに引き続いて正常マウスとNrf2遺伝子改変マウス（酸化ストレスに対する脆弱性あり）を用い、定期的な運動負荷の有無により内耳のPGC-1α/Nrf2経路が変容するかどうかを確認するとともに、騒音ならびにCDDP投与による難聴に対する予防効果の有無を検討する（残りの研究期間を考慮して、難聴モデルの原因として加齢によるものに代えて、騒音や耳毒性のある薬剤を用いることを検討する）。
１～３か月齢の間に1) 週５回の継続的な運動負荷を課すマウスと2)運動を課さないマウス、A）正常マウスとB）Nrf2遺伝子欠損マウス、の組合せで４つの動物群を設定し、全ての群を3か月齢においてABRにより聴力を評価した後に、騒音負荷あるいはCDDP投与により難聴を惹起し、各群の動物において聴力閾値の上昇と、その後の回復の有無を観察する。聴力の評価後に、内耳組織を摘出して有毛細胞、蝸牛外側壁ならびにらせん神経節の形態とPGC-1α/Nrf2経路の局在を免疫組織化学で評価し、聴力閾値上昇と組織像の変化の対照性を検討する。
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