2021 Fiscal Year Research-status Report
Regulation of lung stem cells through intracellular clearance by lipid phosphatase
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20K07273
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
吉岡 和晃 金沢大学, 医学系, 講師 (80333368)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イノシトールリン脂質 / リソソーム / オートファジー / 細胞内小胞輸送 / Ⅱ型肺胞上皮細胞 / 肺線維化 / ノックアウトマウス / ミオチュブラリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞膜イノシトールリン脂質（ホスホイノシタイド（PI））は、エンドサイトーシス・エキソサイトーシスや、オートファジーなどの細胞内小胞輸送に必要である。特に、3’-リン酸化PIは重要な役割をはたす。形質膜・細胞内小器官膜に局在するPIの合成酵素（PI3Kなど）及び分解酵素（ホスファターゼ）はPIターンオーバーを駆動することによって小胞輸送に関与するが、代謝酵素分子の実体と局在は十分に明らかとなっていない。これまでにクラスIIα型PI3K酵素（PI3K-C2α）が血管平滑筋収縮に関与していることを見出したことをきっかけとして、生体におけるPI3K-C2αの生理機能を解明するためにPI3K-C2α-ノックアウト（KO）マウスを作製し、ホモKOマウスは血管形成の障害により胎生致死となることを見出した。その後、PI3K-C2αが産生するPI(3)P、PI(3,4)P2の脱リン酸化酵素を探索し、Myotubularinファミリーに属するMyotubularin-related protein-4 (MTMR4)に着目した。本研究では、MTMR4によるエンドリソソーム・オートファジー系調節の分子機構ならびにMTMR4調節系破綻による肺の慢性炎症・線維化発症機構を解明することを目的としている。前年度までの解析の結果、MTMR4の全身性ホモKOマウスにおける肺発達異常および肺線維化発症が明らかになった。そこで当該年度において、MTMR4がAECIIに高発現していることより、AECII細胞特異的コンディショナルMTMR4-KOマウスを作製して生存、血液ガス、肺胞構造、間質（血管、線維芽細胞、マクロファージ浸潤）などの表現型を詳細に解析した結果、全身型KOマウスに非常によく似た表現型を示すことが明らかとなった。
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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
本研究課題において計画した通り、主にIn vivo系での遺伝子改変マウスを利用した研究に取り組んだ。Ⅱ型肺胞上皮細胞特異的に発現するSftpc-CreERマウスを用いたⅡ型肺胞上皮細胞特異的MTMR4コンディショナルKOマウスを構築することができ、この表現型解析から有益な進展が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度はこれまでの成果を踏まえて、当初の計画通り”AECII 細胞において、MTMR4欠損がひきおこすエンドリソソーム・オートファジー系機能異常が、AECII 細胞の分化・増殖異常及び間葉系細胞過形成をきたす機構”を明らかにする。既に樹立したII型肺胞上皮特異的MTMR4コンディショナルKOマウスにおけるブレオマイシン誘発肺線維化発症の機序を明確にすることを目標とする。そこで、KOマウス由来のII型肺胞上皮細胞を純度よくFACSソーティングにより単離・培養を行い、リソソーム・オートファジー機能におけるMTMR4 の役割を、i) オルガノイド培養系を用いた肺胞形成能の評価、ii) シングルセルRNA解析法を用いた網羅的遺伝子解析、を行い、MTMR4欠損マウスにおけるエンドリソソーム・オートファジー系の機能異常がAECIIの細胞内クリアランス機構の破綻によるか否かを明確にし、MTMR4-KOマウスの肺慢性炎症・線維化の発症機序が明確になる。
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| Causes of Carryover |
当初計画した研究計画に従って予算を執行した結果、当該次年度使用額が発生した。次年度において、研究に必要な物品購入に充てる予定である。
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