2018 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment and applications of model mice with fluctuated deafness by advanced gene-engineering methods
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18H04062
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
日比野 浩 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70314317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤村 晴志朗 新潟大学, 医歯学系, 助教 (10781974)
増田 正次 杏林大学, 医学部, 講師 (20317225)
田中 謙二 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (30329700)
神崎 晶 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50286556)
崔 森悦 新潟大学, 自然科学系, 研究准教授 (60568418)
任 書晃 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (80644905)
永森 收志 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (90467572)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 内耳 / 難聴 / 光遺伝学 / 薬剤誘導性遺伝子制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドキシサイクリン(DOX)投与によりNKCC1の発現が保たれるNKCC1-DOXマウスにおいて、生後３週から投与を中断することで数カ月にわたり蝸牛における発現が徐々に低下すること、NKCC1の発現低下に合わせて緩徐に進行する難聴が誘導されることを、それぞれ免疫組織学的解析・聴性脳幹反応の計測により明らかにした。このことから、NKCC1-DOXマウスは、ヒトの長期的な変動性難聴を模倣するモデル動物として有用であることが示唆された。さらに、微小ガラス電極を蝸牛内に挿入する電気生理学的解析により、予備的ではあるが、難聴の進行と併せて蝸牛内特殊体液の電位が低下していく結果が得られた。これらのことから、本モデル動物では、DOX投与の中断によるNKCC1発現の低下に従い、蝸牛の側壁を構成する血管条のイオン輸送機能が低下し、蝸牛内のイオン・電気的環境が破綻することで、緩徐進行性の難聴が引き起こされることが示唆された。
また、光照射によって蝸牛のイオン輸送機能が低下し、急性難聴を呈するChR2マウスにおいて、音を与えている最中の蝸牛電位を蝸牛に対して非侵襲に測定する手法の基礎を確立した。この手法を用いることで、音に対する蝸牛の電気応答が、1分程度の非常に短時間の光照射で減弱すること、光照射をやめると１～2分で蝸牛機能が回復することを明らかにした。本手法では、同一の蝸牛において光照射による蝸牛機能の障害と回復を15回程度繰り返し、反復的な難聴が安定して見られることを確認している。これらのことから、ChR2マウスは急性かつ反復性の難聴を模倣するモデル動物として活用できることが示唆された。
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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
計画の通り、NKCC1-DOXマウスを用いた緩徐発症型の変動性難聴モデル動物、および光遺伝学的手法を用いた急性発症型の変動性難聴モデル動物の確認・樹立に成功した。さらに、難聴が起こる原因として、さらなる確認は必要ではあるが、蝸牛内のイオン・電気的環境が破綻している可能性を示した。上記のモデル動物は、それぞれ長期的・短期的な聴力変動を誘導することができるため、今後の計画である、ヒト難聴に見られる変動性難聴の症状反復による重症化のメカニズム探索において、有用なツールとして活用できることが期待された。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに樹立した二種の変動性難聴モデル動物を用いて、2つの電気生理的解析アプローチの方法論をさらに確認・確定すると共に、ヒト難聴に見られる長期間の反復による不可逆化といった重症化のメカニズムを明らかにする。まず、上記のモデル動物を用いて、様々な期間や頻度で難聴を繰り返し誘導し、重症化する条件を探索する。さらに聴覚を司る蝸牛組織の機能と形態を調べることで、重症化の責任組織を明らかにする。また、責任組織が特定されたら、タンパク質の網羅的解析により組織機能変化の原因となる分子の候補を同定する。
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