The role of Id genes in cochlear supporting cells and the application to hair cell regeneration

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K24031
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 坂本 進 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (00845406)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 内耳 / 蝸牛 / 有毛細胞 / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

難聴の殆どの原因は有毛細胞の脱落であるとされる。有毛細胞が脱落すると、有毛細胞は再生しないため、現在の医療では難聴の治療は困難である。有毛細胞再生に向けて、再生医療の応用による新しい治療法が待望されている。局所で有毛細胞を再生させる供給源となるべき細胞としては、支持細胞が最も有力と考えられる。実際、鳥類では有毛細胞脱落後に支持細胞支持細胞が有毛細胞に分化転換することが知られる。
我々は、Inhibitors of differentiation and DNA binding (Id)遺伝子群に着目した。Id遺伝子群は有毛細胞分化後、支持細胞に発現が限局する。また、Id3は蝸牛支持細胞を強く誘導する因子であることが知られており、支持細胞においてId遺伝子群を抑制することで支持細胞から有毛細胞への分化転換を引き起こすのではと考えた。
蝸牛支持細胞のId遺伝子を欠損させることで支持細胞から有毛細胞への分化転換が生じるかをトランスジェニックマウスを用い検討した。また、Id遺伝子を発生段階蝸牛に強制発現させることでId遺伝子強制発現細胞がどのような細胞に分化したかを検討した。
Id1-Id3を支持細胞で欠損させたところ、少数の外有毛細胞の増加が確認されたが、その割合は少なかった。支持細胞にはId4も発現しているため、Id4がほかのId遺伝子の役割を補っている可能性が考えられた。Id4を欠損させるため、Id4floxマウスの作成を行っている。Id遺伝子強制発現実験では、Id遺伝子が導入された細胞は有意にMyo6陽性細胞が減少しており、Id遺伝子は有毛細胞への分化を強く阻害し支持細胞への分化を誘導する因子であると考えられた。
今後、Id1-Id4までを欠損させるマウスを用い支持細胞から有毛細胞への分化転換が生じるかを検討し、蝸牛障害モデルで同様の現象が生じるかも検討する予定である。