角膜内皮細胞運命を規定する代謝リプログラミングの階層性と組織機能不全病態の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09778
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 丸山 悠子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (60516003)
• 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), 准教授 (40426531)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 角膜内皮細胞 / ミトコンドリア / エネルギー代謝 / miR-184

Outline of Annual Research Achievements

細胞間コミュニケーションにおいて、細胞外小胞 (EVs) 含有miRNAは効率的に働くとされている。miR-184は相転移 (CST) 細胞に比して、成熟分化細胞で有意に高発現であり、かつ培養上清から抽出したEVs中でも高発現であった。この結果から、miR-184 mimicが培養ヒト角膜細胞亜集団のうち、CST細胞の性質を成熟文化細胞様に向上することができるのか、検討を行った。
miR-184 mimicを導入したCST細胞では、ミトコンドリア膜電位を増加させた。このとき、ミトコンドリア機能に係るaconitase 2　(ACO2)、 isocitrate dehydrogenase 2 (IDH2)、およびpyruvate dehydrogenase (PDH) の分子発現の増加が確認された。さらに、細胞内エネルギー代謝の指標として、酸素消費速度 (OCR≒ミトコンドリア呼吸) および細胞外酸性化速度 (ECAR≒解糖系) を計測したところ、miR-184 mimic導入CST細胞ではOCRが有意に上昇していた。一方で、ECARに有意な差はみられなかった。いずれの結果でも、同じCST細胞でもCD44発現の割合が高い細胞ほど、miR-184 mimicによる効果がより得られる傾向がみられた。対して、CST細胞の中でもCD44発現が低い細胞では、miR-184 mimic導入細胞で死細胞の増加が確認された。
これらの結果から、環境因子であるmiR-184がエネルギー代謝特性を変動させることこと、さらにmiR-184の標的であるCD44の発現割合の差によって、miR-184の機能が変化することが示唆された。