2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K05969
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
岩波 礼将 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 特任准教授 (10360504)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 免疫システム / 魚類 / メダカ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、小型魚類のモデル動物であるメダカを用いて比較ゲノムと機能解析により、魚類の種間で共有された免疫システムの機能と種内で独自に獲得された機能を明らかにすることを目的とし、以下の2つの研究実施を計画した。
①メダカ自然免疫および適応免疫システムの役割と腸内細菌との相互作用の解明
②メダカサイトカインシグナルネットワークの解明とNK細胞の同定
①においては、まずゼブラフィッシュの方法をメダカ用に変更を加えることによりgerm-free条件でのメダカ幼魚の育成に成功した。germ-freeメダカでの腸管発生異常が明らかになり、transcriptome解析を進めている。また、メダカ自然免疫および適応免疫の免疫不全変異体群を作成、樹立した。T細胞マーカーのプロモーター下でEGFPを発現するトランスジェニックメダカを作成して変異体と交配したところ、適応免疫不全変異体では幼魚期も生体においても胸腺Tリンパ球の減少が確認され、成魚で腸内細菌叢の変化に引き続いて生存期間の短縮が認められた。
②においては、先進ゲノム支援による野生型および適応免疫不全変異体の腎臓(一次造血組織)内リンパ球分画のsingle cell transcriptome解析をお願いした。その結果、変異体で成熟T細胞とB細胞の欠失が確認されるとともにNK細胞分画を特定でき、サイトカイン受容体を含めてNK細胞特異的に発現する機能遺伝子の候補を得ることができた。これらの遺伝子を欠損するメダカ変異体の作成を進めている。
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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
①において、germ-free条件でのメダカ育成手法の確立し、腸管の表現型解析とトランスクリプトーム解析を進めており、順調に進行している。また、適応免疫不全変異体群やT細胞特異的EGFPトランスジェニックメダカの樹立も成功し、表現型解析と腸内細菌叢の比較に進んでいる。自然免疫不全変異体は作成後にメスが得られない世代があり、ヘテロ同士の交配が遅れたが、最近交配を始めることができた。
②において、当初はil2rgプロモーター下で蛍光を発現するトランスジェニックメダカを作成し、rag1変異体と掛け合わせることでNK細胞をソートして発現解析することを計画していたが、先進ゲノム支援でrag1変異体のsingle cell transcriptome解析を依頼できることになり、トランスジェニック作成の必要性がなくなった。NK細胞の発現解析により、サイトカイン受容体、抗微生物ペプチドを含めたNK特異的機能遺伝子候補を挙げ、それらの欠損変異体を作成し始めている。またNK細胞の有無による免疫不全表現型の重篤度の比較のためのil2rg変異体とprkdc変異体の交配も進んでおり、研究は概ね順調に進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
①において、適応免疫不全変異体メダカではゼブラフィッシュと異なり生存期間の短縮が見られるものの、2-3ヶ月齢までは正常であることが分かった。この時期までに自然免疫から適応免疫への移行が起こるのではないかと仮定し、自然免疫不全と適応免疫不全の変異体およびダブル変異体の表現型を比較する予定である。これにより、自然免疫と適応免疫の分担を明らかにしたいと考えている。また、適応免疫不全変異体のメタゲノム解析を進め、生存に影響する腸内細菌の特定を目指すとともに、感染実験を計画している。
②において、まずはNK細胞のマーカー遺伝子と考えられるサイトカイン受容体と抗微生物ペプチドの欠損メダカを作成、樹立する。それにより、NK細胞の生体内での機能を明らかにすることを目指す。また、抗微生物ペプチドの投与により適応免疫不全を補填しうるかどうか検証する。また、single cell transcriptome解析により見つかったNK細胞特異的サイトカイン受容体を手始めに、サイトカインおよびその受容体欠損による免疫細胞分化、活性におけるサイトカインシグナルの役割を調査し、哺乳類や他の魚類との比較による種特異性と共通性の理解を目指す。
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| Causes of Carryover |
消耗品の一部は他の財源から捻出したため2021年度の支出が抑えられました。2021年度中の購入は見合わせたため繰越が生じましたが、2022年度初頭に実体顕微鏡(70万円)等の購入に充てる予定です。
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Research Products
(1 results)
