内耳におけるDIAPH1の生理的機能の解明およびDFNA1治療薬の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K16851
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 二之湯 弦 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (70814573)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 頂側面結合 / リボンシナプス / 新規DFNA1変異

Outline of Annual Research Achievements

本研究は①内耳におけるDIAPH分子種の局在を明らかにし、②どのような生理的機能を果たすのかを解明することで、③薬剤スクリーニングの系を確立し④DFNA1治療薬の開発につなげることを目的とする。①に関しては、マウス蝸牛おいてDIAPH1は有毛細胞および支持細胞に主に存在し、コルチ器の成熟にしたがってより局在が限局することを見出した。また野生型および変異型DIAPH1を用いて、安定発現MDCK細胞株を作成したところ、いずれもDIAPH1分子は細胞頂側面結合に局在し、変異体においては頂側面結合の形態異常を呈することを突き止めた。以上から、DIAPH1は蝸牛において細胞頂側面結合の維持になんらかの役割を果たしていることが明らかになった。また、同変異体を過剰発現したマウスにおいては、アクチン代謝亢進による潜在的な細胞脆弱性が予測される。これを明らかにする目的で、申請者らのグループが作成したDFNA1新規変異過剰発現トランスジェニックマウス（TGマウス）に音響暴露実験を行った。まず高音域にのみ恒久的な聴覚閾値上昇を生じる程度の音響暴露条件を検討し条件設定をおこなった。その条件のもと音響暴露負荷をおこなうと、TGマウスでは野生型マウスに比べ有意にリボンシナプス数の減少が亢進することが分かった。これらから、TGマウスおよび新規DFNA1変異患者においては、内有毛細胞に潜在的なリボンシナプスの減少が引き起こされている可能性があり、DFNA1における進行性難聴が有毛細胞死以外にもシナプトパチーによって引き起こされることを明らかにした。今後、さらに後迷路におけるDIAPH1/3の局在および機能を明らかにするべく、蝸牛の解析を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は①内耳におけるDIAPH分子種の局在を明らかにし、②どのような生理的機能を果たすのかを解明することで、③薬剤スクリーニングの系を確立し、④DFNA1治療薬の開発につなげることを目的とする。①、②については共に有望な結果が得られており、計画した研究はおおむね順調に進んでいると考えている。今後③の部分について、in-vitroおよびin-vivoの薬剤スクリーニングの系が確立されれば、臨床研究をはじめとした新たな研究プロジェクトが派生することも期待できる。

Strategy for Future Research Activity

新規DFNA1変異による難聴発生の原因部位の特定とその病態解明をさらにすすめる。また、薬剤スクリーニングの系を確立し、上記の結果と併せて、新規治療薬として有望な化合物のスクリーニングを行う。

Causes of Carryover

購入を予定していた抗体の使用量が、増感試薬の使用等ににより必要最小限ですんだため、物品使用費が当初より抑えられた。この分、in-vivoスクリーニングの系構築および細胞頂側面結合における形態変化をさらに詳細に捉え実験計画を加速度的にすすめる目的で、翌年度分として費用を計上した。