2020 Fiscal Year Annual Research Report
FRETイメージングによるCNPの骨伸長作用とERK活性制御機構の時空間的解析
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19K23995
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
廣田 圭昭 京都大学, 医学研究科, 助教 (20852263)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | C型ナトリウム利尿ペプチド / 生体イメージング / 内分泌学 / 骨代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では生体のERK活性をFRETの原理に基づき定量化できるERK-FRETバイオセンサー発現マウスと生組織イメージングの系を用いて、従来の実験手法では観察できなかった成長板軟骨組織の各分化領域や個々の軟骨細胞間での微細なERK活性のグラデーションおよび伝播の様子をリアルタイムで明らかにし、局所的なERK活性制御に基づく新たな低身長症の治療法の概念の確立に光遺伝学的手法を用いて挑戦するものである。 これまでに我々は、ERK-FRETバイオセンサー発現マウスの成長板軟骨のライブイメージングの系を確立し、胎生17.5日の橈骨を用いて、器官培養条件下で近位成長板軟骨を二光子顕微鏡を用いて深部イメージングし、軟骨細胞でのERK活性の検出と成長板軟骨組織全体の伸長を観察することに成功した。その結果、生理的条件下では肥大化軟骨細胞層近傍の軟骨膜下でERKが活性化されていることが明らかとなった。さらに、CNP添加条件における成長板軟骨でのERK活性の時空間的制御と軟骨細胞の分化、組織伸長との関連を明らかにするために、ここまでに確立したERK-FRETバイオセンサー発現マウスの成長板軟骨ライブイメージングの系を用いてCNPの添加実験を行った。その結果、肥大化軟骨細胞層近傍の軟骨膜下のERK活性が CNPにより抑制されることが明らかとなった。これらのERK活性の変動と組織伸長との関連を定量的に明らかにするために、成長板軟骨の組織透明化に取り組み成長板軟骨全体の組織像の取得に成功した。今後は、光遺伝学的手法に基づく成長板軟骨局所でのERK活性の制御による軟骨細胞の分化誘導と組織伸長を可能とする方法の確立に向けて検討を継続する。
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