Nox3由来ROSによる難聴（加齢、騒音、薬剤、突発性）の発症機序解明とその先へ

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02672
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 上山 健彦 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 教授 (80346254)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂口 博史 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 研究員 (00515223) ; 足立 直子 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 助教 (70604510) ; 中村 高志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80724179)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 後天性感音難聴 / 活性酸素

Outline of Annual Research Achievements

1. 開発したNADPH oxidase 3 (Nox3) 発現細胞が赤色蛍光蛋白 tdTomato で標識される（Nox3-CreKI;tdTomato+/+）マウスを用い、Nox3が一次聴覚感受器官である蝸牛コルチ器に発現することを発見、Nox3発現細胞として、内・外有毛細胞とその周囲に存在し有毛細胞を機能・構造的に支える種々の支持細胞（内・外指節細胞、外柱細胞、クラウ
ディウス細胞）を特定した。2.上記の蝸牛におけるNox3発現（tdTomato陽性）細胞数が、加齢、聴毒性で有名な抗癌剤であるシスプラチン投与や騒音負荷により上昇することを発見した。また、Nox3が発現誘導された外有毛細胞は、加齢・シスプラチン・騒音などの負荷の種類にかかわらず、アポトーシスに陥り、難聴の原因となることを明らかにした（内有毛細胞は外有毛細胞より脱落しにくい）。3.開発したNox3ノックアウトマウスを用いて、加齢性感音難聴、シスプラチン誘発感音難聴、騒音性感音難聴などの後天性感音難聴の主要病型のいずれにおいても、Nox3ノックアウトが聴覚温存に働くことを明らかにした。
上記の結果は、Nox3の蝸牛コルチ器（特に、外有毛細胞細胞）での発現抑制が、後天性感音難聴の治療法開発の標的になる事を強く示唆している。
4.現在、Nox3プロモーター活性をルシフェラーゼ発光によって測定できる安定細胞株を確立し、Nox3の発現を抑制する化合物のスクリーニングを開始した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

Nox3が、加齢性感音難聴・シスプラチン誘発感音難聴・騒音性感音難聴の後天性感音難聴の主要病型にいずれの発症にも寄与すること、その機序が上記3種の負荷に反応した蝸牛での
Nox3の発現上昇であることを明らかにした。
後天性感音難聴の発症機序の少なくとも1つ（主要経路と考えている）が明らかに出来たので、今後は、Nox3の発現を制御する因子・環境・化合物・薬剤の発見を念頭に置き、後天性感音難聴の世界初の治療法開発を目標に研究を継続・発展させて行く。

Strategy for Future Research Activity

今後の目標（方針・計画）は、Nox3の発現を制御する因子・環境・化合物・薬剤の発見を念頭に置き、後天性感音難聴の世界初の治療法開発を目標に研究を継続・発展させて行く。
その手法としては、我々が開発したルシフェラーゼ発光法によりNox3の発現能を測定できる安定細胞株を用いて、Nox3の発現を抑制する既存薬や化合物をスクリーニングする予定である。更に、Nox3の関与が疑われる（予測される）原因不明の聴覚疾患（突発性難聴など）でのNox3の関与を、モデルマウスを用いた基礎実験やヒトを対象にした臨床研究により、明らかにして行く予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Seoul National University(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: Seoul National University
• [Int'l Joint Research] NIDCD, NIH(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: NIDCD, NIH
• [Journal Article] S-Palmitoylation of Tyrosinase at Cysteine500 Regulates Melanogenesis (2023)
  • Author(s): Niki Yoko、Adachi Naoko、Fukata Masaki、Fukata Yuko、Oku Shinichiro、Makino-Okamura Chieko、Takeuchi Seiji、Wakamatsu Kazumasa、Ito Shosuke、Declercq Lieve、Yarosh Daniel B.、Mammone Tomas、Nishigori Chikako、Saito Naoaki、Ueyama Takehiko
  • Journal Title: Journal of Investigative Dermatology Volume: 143 Pages: 317～327.e6
  • DOI: 10.1016/j.jid.2022.08.040
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Late‐onset hearing loss case associated with a heterozygous truncating variant of <scp> <i>DIAPH1</i> </scp> (2022)
  • Author(s): Kim Bong Jik、Miyoshi Takushi、Chaudhry Taimur、Friedman Thomas B.、Choi Byung Yoon、Ueyama Takehiko
  • Journal Title: Clinical Genetics Volume: 101 Pages: 466～471
  • DOI: 10.1111/cge.14115
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research