2020 Fiscal Year Annual Research Report

Comprehensive analysis of inner ear pathology by a new imaging technique using a transparent method

Research Project

Project/Area Number	20H00546
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	山岨達也東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60251302)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岩崎真一名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (10359606) 木下淳東京大学, 医学部附属病院, 助教 (10755648) 樫尾明憲東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (20451809) 鴨頭輝東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30807152) 近藤健二東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (40334370) 藤本千里東京大学, 医学部附属病院, 講師 (60581882) 浦田真次東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60849404) 松本有東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80548553)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	内耳 / 蝸牛 / 前庭 / 組織
Outline of Annual Research Achievements	蝸牛・前庭・半規管の組織を透明化し、三次元的に詳細に観察する技術を構築を試みた。焦点深度の深い顕微鏡の構築はできておらず、蝸牛と前庭・半規管を含めた内耳全体では無く、前庭と半規管を骨胞の透明化により描出する方法をトライアンドエラーにより模索した。前庭の二つの感覚上皮（球形嚢斑、卵形嚢斑）および三つ（前・後・外側）の半規管膨大部を同時に描出することがかなり可能になったが、全体の描出は確実ではなく、また除去できない組織ごみの除去を検討している。免疫染色は核染色（DPI）、有毛細胞（ミオシン7a）、細胞骨格（ファロイジン）、神経繊維（NF200）などを行い、有効な抗体を確定した。正常の解剖に加えて障害モデルも解析予定であり、ゲンタシン投与マウスモデルを作成し、聴覚をＡＢＲで、平衡機能をＶｓＥＰで計測した。感覚細胞・シナプス、神経の変性などはsurface preparation で確認中である。蝸牛については音響外傷および加齢性難聴での有毛細胞障害後のシナプスの変化、神経変性について、surface preparationで観察を行い、血管条の血管形態の変化、マクロファージの分布の変化も検討している。また、マウスの音響外傷および老人性難聴の予備実験として、PQQの予防効果につき、ABRによる機能解析、感覚細胞、シナプス、蝸牛神経、ラセン神経節、血管条を形態学的に調べており、蝸牛有毛細胞株であるHEI-OCIを用いた酸化ストレス予防効果、ミトコンドリア保護効果などについても検討している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 蝸牛・前庭・半規管の組織を透明化し、三次元的に詳細に観察する技術の構築を試みているが、焦点深度の深い顕微鏡の構築ができておらず、この3つを同時に解析できるようになっていない点が遅れている。蝸牛を含めず、前庭・半規管の透明化により平衡機能に関わる感覚上皮すべてを描出できる方法を検討中であるが、透明化と染色法は試行錯誤をくりかえし、前庭の二つの感覚上皮（球形嚢斑、卵形嚢斑）および三つ（前・後・外側）の半規管膨大部を同時に描出することをほぼ可能にできている。この方法が確実にできるにはまだ時間がかかり、組織ゴミの除去も必要であるが、この点はほぼ予定通りに進んでいる。免疫染色は核染色（DPI）、有毛細胞（ミオシン7a）、細胞骨格（ファロイジン）、神経繊維（NF200）などが可能であることを確認できており、順調に進んでいる。平行してゲンタシンによる障害モデルマウスでも感覚細胞・シナプス、新鋭の変性および再生過程について観察を行い、このモデルが使用できることを確認した。蝸牛では音響外傷と加齢性難聴での有毛細胞や神経系の組織観察に加え、血管条の形態やマクロファージの分布の変化も観察できつつあり、ほぼ計画通りに進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	上述したように、蝸牛・前庭・半規管全体を透明化によって一度に三次元的に詳細に観察する技術を構築するには焦点深度の深い顕微鏡の構築が必要であり、この完成を推進する。また、平衡器官の描出はほぼ完成に近く、今後は正常構造の解剖を解析する他、各種障害後の変性の進行や障害の内容による相違、障害後の再生の状態などを調べる。これらの多くのことがまだ解明されておらず、できるだけ幅広く検討して、この分野の新しい概念を確立したい。