2021 Fiscal Year Annual Research Report
Cell to cell interaction leading to metabolic interference trigger the aggravated degeneration of human corneal endothelial cells
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20H03844
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
木下 茂 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30116024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 盛夫 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40426531)
羽室 淳爾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員教授 (80536095)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 角膜内皮細胞 / 再生医療 / イオンチャンネル / 細胞内pH / ミトコンドリア / 細胞競合 / エキソソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞間代謝干渉におけるイオンチヤンネル異性体、Na+/H+ Exchanger (NHE1), NBCe1、他のSLC蛋白の細胞質vsミトコンドリア内膜での選択的発現動態とNitrogen、Nicotinate、Nicotinamide、Arginine代謝の偏諱の対応等の解析を通じての角膜内皮細胞亜集団における細胞間、細胞内選択的発現の生理学的意義は解明でき原著投稿に至った。同時に、組織恒常性維持に果たす代表的機能であるポンプ・バリアー機能と細胞質pHのミトコンドリア機能修飾との関連を解明し終えた。細胞内pH, カチオン・アニオン平衡,乳酸排出による組織実質の水和調節と内皮細胞のエネルギー代謝の視点から角膜内皮細胞注入再生医療の臨床効果発現の科学的論拠を明確にし、PMDA申請証に活かした。成熟分化角膜内皮細胞のエネルギ代謝がミトコンドリア呼吸系依存性であることに鑑みると、角膜組織の恒常性維持に果たす代表的機能であるポンプ・バリアー機能とミトコンドリア機能修飾の連関解析は不可欠である。HCO3-イオンチャンネルによる細胞質pHの制御も知られる。ヒト角膜内皮細胞に発現する細胞質並びにミトコンドリア膜のイオンチヤンネルや輸送体タンパクを、目的vs非目的細胞を対比させてGC/MSで網羅的に解析し、両者で発現レベルを異にするイオンチャンネルタンパクなどを同定した成果を生かし、ミトコンドリア機能に及ぼす効果を主として細胞外Flux analyzerを駆使して解析し終えた。
傍分泌作用を有するEVs, miRNA (miR)による細胞間代謝干渉の分子実態を角膜内皮機能不全病態と関連付けの研究についても進捗を見つつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
成果実績に記載する通り。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト角膜内皮成熟分化細胞内で高発現するmiR34aと同時にExo包埋型として分泌されるmiR24、miR184による細胞変性の抑止効果を確認しつつある。MYC誘導→CD44誘導→OXPHOS抑制経路での細胞競合と考え合わせるとこれらmiR産生が産生細胞の代謝特性とどのように係っているか検討し代謝同調の分子機構の一端を明らかにすることが重要である。
規格細胞にmiR184 inhibitorを導入。遺伝子レベルでmiR184阻害によりSASP発現増加し細胞の慢性老化を誘導するか検討するとともに膜電位による分泌型miR184、miR24による変性角膜内皮細胞排除における細胞競合作用の分子本体に迫る。以って。角膜内皮機能不全病態の分子実態を明らかにする。非規格細胞にmiR184 mimicを導入し本仮説の裏を検証する。
更には、これらの分泌型miRが内皮機能不全患者の前房水で増加する探査脂肪酸、ヒドロキシイソ酪酸、ヒドロキシ酪酸、アミノ酪酸など分岐鎖アミノ酸の細胞内代謝高進を投映する産物と細胞変性の増幅において拮抗作用を示すか、同調作用を示すか明らかにする。
培養産物のMSでの同定に就き、島津グループと連携する。
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