Analysis of tissue degeneration by internal pressure elevation

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K07049
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49030:Experimental pathology-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: Ito Akihiko 近畿大学, 医学部, 教授 (80273647)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 変性 / 内圧上昇 / 接着分子 / 蛋白凝集 / 異性体化

Outline of Final Research Achievements

Various epithelial and neuronal cell lines were cultured in the system where cells were loaded with static water pressure comparable with pathogenic elevation of internal pressure, and were examined for changes in cell growth, cell shape, cytoskeletons, and expression of inter-cellular adhesion molecule CADM1. When loaded with pressure, epithelial cells became flat and large in volume, and their doubling time increased. In neuronal cells, CADM1 ectodomain shedding increased, the resulting intracytoplasmic fragment aggregated, and neurite degeneration occurred. The C-terminal portion of this fragment (25-amino acid-long peptide) was synthesized. When this peptide was left in saline, it got D-isomerization in the asparagine residue (LC-MS analysis). This D-isomerization may be one of the causes of peptide aggregation in neurites.

Free Research Field

実験病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

内圧上昇により種々の変性病変が生じるが、その機序は未解明であり、また、根本的な治療法もない。本研究の成果として、内圧上昇の結果、上皮細胞には有意な形態の変化が惹起されるとともに、細胞の増殖も抑制されることが見出された。一方、神経細胞においては、細胞内に蛋白凝集が生じることが明らかとなり、その機序としてアスパラギン酸異性体化（D体化）の関与が示唆された。
内圧上昇と密接に関連する代表的な疾患としては緑内障、水頭症、水腎症などが挙げられる。これらの疾患における変性病態を理解する上で、重要な知見が得られたと考えられる。