2019 Fiscal Year Research-status Report
オルガネラ損傷により誘導される細胞応答の分子機序解明
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19K07507
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
印東 厚 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス領域, 助教 (70779058)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 環境因子 / プロテオミクス解析 / 幹細胞 / 細胞応答 / 分化誘導 / 器官発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では環境中の汚染物質や自己代謝物の蓄積などにより引き起こされる細胞の損傷を起因とする疾患の発症機序解明を目的とする。
平成31年度（令和元年度）の研究において、環境汚染物質による胎児の正常発生への影響を解析した。母体が水銀化物を過剰に摂取することによって発症リスクがあがる二分脊椎症モデルにおいて、ヒトiPS細胞から3次元的な構造を作成する技法を応用した。通常の培養条件下では体幹伸長を模した細胞塊の伸長を試験管内で再現できるが、子宮通過性の毒性物資を培地に添加したところこの伸長が有意に阻害されることを見出した。さらに水銀化物による遺伝子発現の影響を解析し、胎児の体幹伸長に関わるWNTシグナルの阻害が起こることを明らかにした。また、このiPS細胞の3次元培養による体幹伸長モデルはその他の毒性物質でも同様に伸長が阻害される結果が得られた。詳細な分子機構の解明については更なる解析を必要とするが、本研究で確立した環境汚染物質によるリスクアセスメントの解析手法を国際学術論文誌に第二著者として投稿し、掲載された (Ninomiya H et al, Chemosphere, 2020)。
また、環境汚染物質による皮膚がんへの影響の解析として、重金属暴露による上皮由来細胞の解析を行い、その分子機構の一端を解明し、現在論文を投稿準備中である。さらにドライスキンの原因遺伝子としてAbca1のノックアウトマウスの解析を行い、共著者として掲載された (Deng Y et al, Eur J Dermatol., 2019)。
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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
本研究は環境汚染物質など環境因子によって引き起される細胞毒性の詳細な分子機序、及びそれを起因とする疾患発症機序の解明を目指して取り組んでいる。
平成31年度（令和元年度）における研究の進捗状況は申請通り細胞レベル、生体レベルにおける影響を解析した。特にiPS細胞を用いて環境因子による正常な発生の阻害を試験管内で再現することに成功し、影響を受ける遺伝子群を同定した。また、原因遺伝子のノックアウトマウスの解析を実施した。
予定していた解析を実施し、その成果が国際学術誌に掲載されたことから進捗状況はおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の1年目の業績として、iPS細胞を用いた体幹伸長モデルにおいて環境汚染物質による発生異常を再現することに成功した。2年目も本研究の申請時の予定通りに研究を推進し、特に細胞内小器官の損傷やそれによる疾患発症機序の解明につながる分子機構の解析を進める。ターゲットとする疾患モデルとして、1年目に引き続きiPS細胞を含む幹細胞を利用した器官・組織の3次元構造の再現とその破綻モデルを確立し、環境因子や病原体成分による疾患発症機序について解析を推進していく。
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| Causes of Carryover |
本研究で実施した解析に際して、使用した機器利用費、消耗品等を所属研究所内の質量分析器を使用することで安価に使用することが可能であった。このため、測定実験試薬、質量分析実験試薬の分に余剰が生じた。
一方で、2年目に計画していた解析などを予定を早めて開始しており、その展開として進めていく遺伝子改変実験やノックアウトマウスの解析にかかる費用に充足させる。
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