2019 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 |
人口の10%もが罹患する内耳性難聴には、発症や経過が急激なものや緩徐なものがある。その中で、増悪寛解を反復する“変動性”難聴は、しばしば重症化し難治となるため、症状を模倣する適切な動物モデルを作成すること、そしてそれを用いた難聴の病態解明や治療法開発が強く求められている。本研究では、「薬剤誘導性遺伝子制御法」と「光遺伝学技術」により、変動性難聴マウスを確立し、それを活用する計画をたてた。ここでは、ヒト難聴への関与があると想定されており、聴覚機能の成立に必須な内耳の上皮様組織のイオン輸送を標的にしている。前年度までに、ドキシサイクリン(DOX)投与によりイオン輸送体NKCC1の発現が保たれるNKCC1-DOXマウスを緩徐発症型のモデルとして、一方で光照射により生ずる膜を介したイオン流入により上皮の電位動態が撹乱されるチャネルロドプシン2（ChR2）マウスを急性難聴発症型のモデルとして位置付け、その難聴の表現型を確認した。本年度は、当初にChR2マウスに進展があったため、そちらを重点的に解析した。内耳の心電図に相当する蝸電図は、古くからメニエール病をはじめとした変動性難聴の診断に使われているが、その成因には様々な説がある。近年では、この電気現象は主に聴覚の感覚細胞である有毛細胞の活性を表したものとされている。そこで、ChR2を血管条と呼ばれる上皮様組織に発現した上記の急性難聴発症型モデルマウスを使って、蝸電図を測定した。このマウスでは、ChR2が有毛細胞にはほとんどないことを確認していた。ChR2マウスに光を照射すると、難聴の診断に有用な蝸電図成分の一つが著明に変化した。この結果から、蝸電図の異常をきたす変動性難聴には、上皮様組織の血管条の可逆的障害を伴う場合があ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
2019年度は、メニエール病などでしばしば認められる変動性の難聴を模倣可能なChR2発現マウスに着目した。そして、このモデル動物の内耳に光を照射することで、急性かつ可逆性の難聴を惹起し、その際の蝸電図の変化を解析した。音を与えると発生する蝸電図は、ヒトに対する臨床検査としても以前から使われているが、その波形は聴覚を司る内耳蝸牛の構成要素の働きを示すいくつかの成分からなる。その成分の一つの振幅が、光照射に呼応して顕著に変化した。光照射を中断すると、直ちに元のレベルまで回復した。音を4 kHz、8 kHz、16 kHzと変化させても、類似の結果が得られた。上述の通り、このモデルマウスにおいては、ChR2が血管条と呼ばれる上皮様細胞に発現しているが、有毛細胞にはほとんど分布していない。以上を鑑みると、蝸電図の異常をきたす変動性難聴には、血管条の可逆的障害を伴う場合があることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
急性難聴発症型であるChR2マウスについては、様々な期間や間隔、頻度で光を照射し、ヒトの病態に見られる変動性・反復性難聴とその重症化を再現する条件を探索する。緩徐難聴発症型であるNKCC1-DOXマウスについても、同様の検討を実施する。そして、重症化に至るまでの病態メカニズムを、蝸電図を含めた種々の電気生理学的・分子生物学的・組織学的手法、および理論的アプローチにより解析し、病気の正確な診断や治療法の開発に資する基礎的データの取得を目指す。
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