2021 Fiscal Year Research-status Report
紫外線暴露により水晶体で発現誘導されるOtx2の白内障発症における役割の解明
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19K07407
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
米倉 秀人 金沢医科大学, 医学部, 教授 (80240373)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 洋 金沢医科大学, 医学部, 教授 (60260840)
大塚 哲 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40360515)
池田 崇之 金沢医科大学, 医学部, 准教授 (00374942)
吉冨 泰央 金沢医科大学, 医学部, 講師 (80399039)
高辻 英仁 (齋藤) 金沢医科大学, 医学部, 助教 (40768959)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 白内障 / 紫外線 / 水晶体 / Otx2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
白内障発症に紫外線(UV)の関与が明らかになっているが、発症の分子機構の全容は未だ不明である。我々は、UV照射したマウス水晶体で転写因子Otx2が発現誘導されること、Otx2過剰発現が水晶体上皮細胞の上皮間葉変換(EMT)を引き起こすことを見出した。本研究では、Otx2の過剰発現がどのような白内障を引き起こすか、Otx2の発現を止めると白内障の発症が抑えられるかを個体レベルで解析する。さらに、水晶体のEMTと白濁への関与が示唆されているDecorinの過剰発現マウスの作成・解析とDecorin発現のUV応答の解明を行う。
令和3年度は、(1) 令和元～2年度に400個以上の受精卵にトランスジェニック(Tg)マウス作成用の水晶体細胞特異的Otx2発現ベクターを導入したが、得られたマウスは１系統のみでOtx2発現細胞が極めて少数であることが判明し、Otx2が発生過程で何らかの機構により発現抑制を受けた、あるいはOtx2のリーク発現により胎児段階で死亡した可能性が考えられたため、水晶体細胞特異的Otx2ノックアウト(KO)マウスの作成を進めた。具体的には、Otx2-floxedマウス及びCre-ERT2（tamoxifen誘導型Cre）マウス、水晶体特異的Cre-ERT2（Pitx3-CreERT2）を入手し、コンディショナルに水晶体細胞でOtx2がKOされるマウスの作成を進めている。(2) 後発白内障において、EMTと白濁への関与が示唆されているDecorinについて、水晶体特異的Decorin 過剰発現Tgマウスを作成し解析を行った。その結果、Decorin Tgマウスの水晶体は表現型の変化は観察されなかったが、傷害によって誘発される水晶体のEMTはTgマウスで減弱していたことから、Decorinが水晶体上皮細胞のEMTに関与し、水晶体白濁に関与している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
トランスジェニックマウス作成用の水晶体細胞特異的Otx2発現ベクターをマウス受精卵400個以上に導入したにもかかわらず、Otx2発現ベクターが導入されたトランスジェニックマウスは１系統しか得られず、得られたOtx2トランスジェニックマウスの水晶体の状態を生後から詳細に経過観察したところ、Otx2トランスジーンの発現細胞が極めて少数であることが判明し、形態変化や混濁は検出できなかった。同一のプロモーターに連結したDecorin遺伝子のトランスジェニックマウスでは水晶体皮質領域でDecorinの高い発現が観察されたことから、おそらく、導入したOtx2が水晶体発生過程で何らかの機構により発現抑制を受けた、あるいは、水晶体特異的プロモーターながらトランスジーンからのOtx2のリーク発現により発生が阻害され胎児段階で死亡した可能性などが考えられた。以上の理由から、水晶体細胞特異的Otx2ノックアウトマウスの作成と解析を行うこととし、Otx2-floxedマウス、および、Cre-ERT2（tamoxifen誘導型Cre）マウス、水晶体特異的Cre-ERT2（Pitx3-CreERT2）を入手し、コンディショナルに水晶体細胞でOtx2をノックアウトするマウスの作成と解析を進めているため、予定より遅れている。現在、floxed Otx2(+/-);Pitx3Cre+のマウスとfloxed Otx2(+/+)のマウスが得られており、目的のマウスを得るために交配を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、(1) 水晶体細胞特異的かつコンディショナルにOtx2がノックアウトされたマウスを作成し、このマウスにUV誘起白内障モデルを適用し白内障発症が抑制されるかを解析することを優先的に進める。水晶体細胞特異的コンディショナルOtx2ノックアウトマウスは、Otx2-floxedマウス、および、Cre-ERT2（tamoxifen誘導型Cre）マウス、水晶体特異的Cre-ERT2（Pitx3-CreERT2）を入手し、交配により作成している。得られたマウスの水晶体形成、水晶体の加齢変化を解析するとともに、UV誘起白内障モデルを適用し白内障発症経過等の解析を行う。現在、floxed Otx2(+/-);Pitx3Cre+のマウスとfloxed Otx2(+/+)のマウスが得られているので、2022年度中に目的のマウスを作成し解析が開始できる。(2) 2020年度に得られた１系統の水晶体細胞特異的Otx2過剰発現トランスジェニックマウスは発現細胞が極めて少数だが、より長期的かつ詳細な観察を続けるとともに、コンディショナルに水晶体細胞でOtx2を過剰発現させることが可能なマウスの作成を検討する。(3) 白内障手術後に発症する水晶体白濁（後発白内障）において、Decorinが水晶体上皮細胞のEMT形成と水晶体白濁に関与していることが示されたので、UV暴露によるDecorinの発現変化とDecorin発現における転写因子Otx2の関与を解析する。
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Research Products
(8 results)
