2021 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

Research Project

Project/Area Number	19K09887
Research Institution	Kyoto University of Advanced Science
Principal Investigator	楯谷智子京都先端科学大学, 健康医療学部, 教授 (10512311)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	有毛細胞 / 蝸牛 / 発生・分化 / 外有毛細胞 / 内有毛細胞
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。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。次に我々はId1/2/3多重コンディショナルノックアウトマウス蝸牛とコントロールマウス蝸牛上皮サンプルを用いてRNA-Seqで網羅的解析を行ない、また他施設で行なわれたRNA-Seqの結果と合わせて、直接的に内側-外側軸形成と内有毛細胞-外有毛細胞分化を制御する候補遺伝子を絞り込んだ。Cripsr-Cas9システムを用いることでノックアウトおよびfloxマウスを作成しているところである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason Cripsr-Cas9システムを用いたfloxマウスの作製に時間がかかってしまっている。その理由は、ゲノム編集を希望の部位全てに一度に施すことが出来ず、ゲノム編集を複数回繰り返さなければいけなかったことと、研究協力者の異動・それに伴うマウス実験施設の変更である。
Strategy for Future Research Activity	今後は、ノックアウトマウスについてはファウンダーマウスと野生型マウスとの間にうまれたヘテロマウス同士を交配させて得られるホモ個体の蝸牛を解析する。floxedマウスについては、ファウンダーマウスと野生型マウスとの間にうまれたヘテロマウスをさらにEmx2+/Creと交配していくことで、コンディショナルノックアウトマウスを得て、その蝸牛を解析する。その結果、内側-外側軸形成と内有毛細胞-外有毛細胞分化を制御する因子が明らかになれば、蝸牛の内側-外側軸形成をin vitroで操作し、内・外有毛細胞の分化を誘導する手法を確立する。
Causes of Carryover	floxマウス作製に予想外に時間がかかってしまっていることと、研究協力者の異動・それに伴うマウス実験施設の変更のため、研究遂行に遅延が生じた。今後は、予定のfloxマウスを使用した実験に助成金を使用する予定である。