2021 Fiscal Year Research-status Report
中心体に依存しない微小管の機能不全がひきおこす嚢胞腎形成の分子機構
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20K06645
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
戸谷 美夏 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (80455360)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 上皮細胞 / 微小管編成 / 腎臓 / 嚢胞腎 / 微小管マイナス端 / CAMSAP3 / 変異マウス / 遺伝子発現解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの臓器を構成する主要な成分である上皮細胞は、特徴的な微小管編成を保って機能する。我々は、この上皮微小管編成を司る微小管マイナス端結合タンパク質CAMSAP3の機能欠損マウス (Camsap3変異マウス)において、腎臓に多発性の嚢胞が形成されることを見出し、解析を進めている。昨年度までの研究から、Camsap3変異マウスで観察される嚢胞腎は、尿細管の特定の領域（近位尿細管）の上皮細胞で微小管編成が乱れることで、細胞の形態維持に支障を来し、その結果、メカニカルな力（原尿圧を推測）に抵抗できなくなった細胞が引き延ばされ、尿細管が拡張することにより形成されると推測された。Camsap3変異マウスでは、拡張した尿細管の上皮細胞で、細胞増殖や細胞形態制御に関わる転写共役因子YAPの活性化を示唆する核内局在が観察され、明らかな拡張を認めない近位尿細管においても、メカノセンサーチャネルであるPIEZO1の核局在が検出された。上皮微小管の構造異常がひきおこす近位尿細管拡張の分子機構を調べる目的で、腎組織の微細構造を識別して微小領域（110μmφ）を採取し、遺伝子発現解析に耐える品質のRNAが得られる試料を得た。
今年度は、創薬等先端技術支援プラットフォーム (BINDS) を窓口とし、早大生命医科学科竹山研究室の支援を受けて、遺伝子発現解析を行うためのシークエンスデータの収集を行った。野生型マウスとCamsap3変異マウスそれぞれの腎組織切片から、組織・細胞の形態を指標に、糸球体、近位尿細管、集合管を、変異マウスではさらに、拡張の度合いの異なる尿細管の微小領域も採取し、それぞれのサンプルから、発現する遺伝子群と発現量の情報を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
腎組織から、微小領域を採取しての遺伝子発現解析を行うためのシークエンスデータの収集が完了した（創薬等先端技術支援プラットフォーム (BINDS) を窓口として、早大生命医科学科竹山研究室の支援を受けて実施）。データセットの概略を把握するためのプライマリーな解析からは、組織・細胞形態を指標に採取した微小領域から、それぞれ、形態の特徴ごとに異なる遺伝子発現データが得られ、さらなる解析を進めるに値するビッグデータが得られたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
野生型、Camsap3変異マウスそれぞれの腎組織から得られた、近位尿細管、集合管、糸球体で発現する遺伝子のデータについて、発現遺伝子と発現量の変動を比較解析する。微小領域ごとの組織形態や細胞内構造の違い・変化にも着目し、Camsap3の機能欠損（上皮微小管の構造異常）による細胞状態の変化を、発現遺伝子レベルで明らかにする。近位尿細管については、拡張の度合いを推移させる鍵となる因子を探る。
解析によって得られるCAMSAP３の機能欠損がひきおこす嚢胞腎形成の鍵となる遺伝子について、組織化学実験や、培養細胞も用いた検証を行い、尿細管拡張がひきおこされる分子機構を明らかにする。
得られる結果を総合して考察し、上皮微小管の機能不全がひきおこす嚢胞腎形成の分子メカニズムについて論文を作成する。
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| Causes of Carryover |
Camsap3変異マウス（Camsap3-dcマウス、Camsap3KOマウス）は、所属の研究施設が所有する飼育室において、我々が繁殖を行いつつ、目的の週齢のマウスを得て実験を進めている。実験に用いることができる変異マウスの数は、交配の確率、得られる仔マウスの遺伝子型の影響をうけるため、作製するサンプルの数や時期が前後し、予算の使用時期にも前後が生じる。このため、マウスの飼育管理費用、組織化学試料作成のための試薬、ミクロトームや超解像顕微鏡など学内設備使用料など、継続使用している費用が繰越となった。次年度に前述の項目で、使用する。
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