2018 Fiscal Year Research-status Report
可視化モデルによるセロトニン神経の機能解析と小児腸管蠕動不全症への挑戦
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18K08554
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| Research Institution | Osaka Medical College |
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Principal Investigator |
富山 英紀 大阪医科大学, 医学部, 講師 (20298433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 高平 大阪医科大学, 医学部, 助教 (70779686)
内山 和久 大阪医科大学, 医学部, 教授 (80232867)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 腸管神経系 / 蠕動 / ゼブラフィッシュ / セロトニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
透明のまま発生・分化し、消化管運動の観察が可能なゼブラフィッシュを用いて、腸管神経系におけるセロトニン神経の機能と腸管蠕動不全症の病態の解明を行っている。
GAL4エンハンサートラップ法により作成されたゼブラフィッシュモデルgSAIGFF249Aを用いて研究を行っている。今回、本モデルを用いた免疫組織化学染色により、心臓のペースメーカーチャネルに発現しているhcn4遺伝子が、腸管神経系においてセロトニン神経で特異的に発現していることを確認した。また、トリプルトランスジェニックモデルgSAIGFF249A;UAS:GFP;HuC:mCherryから、腸管神経系の発生段階におけるセロトニン神経の分化を確認し、セロトニン神経は発生初期に有意に増加することを確認した。
また、機能解析に関しては、SONY SI8000セルモーションシステムによる蠕動解析システムを構築した。生きた個体での解析が可能な本システムに、収縮ベクトル別に解析することで、蠕動評価を行う新たなパーラメーターを算出した。それによると、発生初期にみられる順蠕動および逆蠕動は、それぞれ異なる収縮ベクトルで形成されていることがわかり、輪走筋および縦走筋の特徴を反映していた。
選択的HCNチャネル阻害剤によるセロトニン神経活動を抑制した実験と、光遺伝学を用いたトランスジェニックモデルgSAIGFF249A;UAS:ChRWR-YFPによるセロトニン神経を選択的に興奮させた実験を、SONY SI8000を用いて蠕動解析し、セロトニン神経の役割を調べた。その結果、セロトニン神経による逆蠕動制御メカニズムを解明した。そして、逆蠕動の中でも特に輪走筋の動きを選択的に制御していることがわかった。こちらはサブプロジェクトとして論文をまとめ投稿している。
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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
これまで消化管運動におけるセロトニン神経の機能解析を行った。続いて、セロトニン神経やセロトニン神経により制御を受ける蠕動が、器官形成や腸管神経の発生および保護に関与するか検討する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
発生初期に薬剤5,7-DHTによって、選択的にセロトニン神経の破壊を行い、腸管神経系の発達および蠕動に与える影響を解析する。また、hcn4遺伝子ノックアウトモデルを作成し比較することで、セロトニン神経にみられるhcn4チャネルが、腸管神経系の発達や蠕動に関わるか検討する。更に、ゼブラフィッシュが胎生期に難治性蠕動不全を誘発する薬剤スクリーニングモデルになり得るか検討していく。
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| Causes of Carryover |
当実験室にある既存の物品を使用し、研究を遂行できたため。
次年度の使用計画としては、薬剤による、選択的にセロトニン神経の破壊を行い、腸管神経系の発達および蠕動に与える影響を解析する。また、hcn4遺伝子ノックアウトモデルを作成し、セロトニン神経にみられるhcn4チャネルが、腸管神経系の発達や蠕動に関わるか検討する。また、ゼブラフィッシュが胎生期に難治性蠕動不全を誘発する薬剤スクリーニングモデルになり得るか検討していく。以上が、次年度の助成金使用計画である。
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