2019 Fiscal Year Research-status Report
蝸牛の内側-外側軸形成と内有毛細胞-外有毛細胞分化のメカニズム
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19K09887
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| Research Institution | Kyoto University of Advanced Science |
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Principal Investigator |
楯谷 智子 京都先端科学大学, 健康医療学部, 准教授 (10512311)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有毛細胞 / 蝸牛 / 発生・分化 / 外有毛細胞 / 内有毛細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
治療法のない難聴の殆どが蝸牛有毛細胞の障害を原因とすることから、聴覚再生に向けた研究の多くが有毛細胞の再生を目的とした。蝸牛の内有毛細胞と外有毛細胞は機能も異なり、内有毛細胞が聴覚情報を中枢に伝え、外有毛細胞は聴覚情報の増幅器として機能する。内有毛細胞と外有毛細胞の分化メカニズムを解明することは、聴覚再生研究の基礎として重要と考えられる。
Bmp4は様々な臓器の発生において機能するモルフォゲンであり、後脳からのBmp4シグナルが内耳誘導にも関与することが知られている。Bmp4は発生期蝸牛上皮において、感覚上皮予定領域の外側に特異的に発現する。Bmp4コンディショナルノックアウトの内耳はE13.5までの蝸牛発生早期の報告しかない。Bmp4受容体コンディショナルノックアウト(Alk3-CKO;Alk6+/-)はE15.5まで観察されており、感覚上皮予定領域外側領域が消失することから、Bmp4シグナルは蝸牛上皮の内側‐外側軸形成に関与することが示唆されている。しかし、有毛細胞分化は主にE15.5以降に起こるため、Bmp4シグナルの有毛細胞分化における役割は不明のままであった。
我々はBmp4シグナルの蝸牛感覚上皮発生における役割を解明するため、Bmp4下流因子であるとされるId‐3に着目し、これらの多重コンディショナルノックアウトを作成した。Id1/2/3の３重ノックアウトマウス蝸牛は蝸牛管の太さがランダムに変化し、正常蝸牛のようにはコイルしていなかった。また、感覚上皮予定領域外側領域が消失するだけでなく、外有毛細胞が著名に減少していた。本研究によって、Id遺伝子群は蝸牛の形態形成に必要な因子であり、また外有毛細胞など蝸牛外側の細胞配列に重要な役割を担っていることが明らかにされた。今年度はこれらの研究結果をまとめて投稿し、査読付き英文雑誌（Developmental Biology）に掲載された。
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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
Id遺伝子群は蝸牛の形態形成に必要な因子であり、また外有毛細胞など蝸牛外側の細胞配列に重要な役割を担っていることを明らかにし、英文雑誌に発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
蝸牛におけるBmp4コンディショナルノックアウトマウス（Bmp4floxed/floxed ; Emx2+/Cre）と薬剤誘導Bmp4トランスジェニックマウス（CAG-CAT-Bmp4; Emx2+/Cre） を作成し、これらのマウス蝸牛につき高解像度３次元イメージング（詳細後述）を行ない、内側-外側軸と内・外有毛細胞分化の異常パターンを解析する。また、各トランスジェニックマウスとコントロールマウス蝸牛上皮サンプルを用いRNA-Seqで網羅的解析を行ない、コントロールに比して増加あるいは減少の顕著な遺伝子を抽出し、新規の因子をも含め最も直接的に内側-外側軸形成と内有毛細胞-外有毛細胞分化に関与している制御因子を同定する。
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| Causes of Carryover |
使用している動物実験施設内で維持している動物を使用して実験をおこなったため、使用金額が抑えられた。次年度は新たなトランスジェニックマウス購入あるいは作出に費用がかかることが予想される。
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Research Products
(5 results)
