腎臓原基腎管系のソニック・ヘッジホッグ自己分泌機構の検証

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09394
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 城倉 浩平 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (30303473)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 中腎管 / ソニック・ヘッジホッグ / オートクライン / 腎臓 / 発生

Outline of Annual Research Achievements

胚子の中腎管は、尿管芽を発芽して腎臓をつくる組織であり、腎臓再生を考える上でもその発生・分化機構の理解や、成長因子等に対する応答性の解明は重要である。中腎管の分化応答性の維持や尿管芽への分化には、間葉との相互作用の中で様々な因子が働く。本研究では、中腎管や尿管芽が分泌する細胞外シグナル因子ソニック・ヘッジホッグについて、中腎管や尿管芽自身に対する作用の有無を調べる。
2022年度は、成長因子存在下で培養した中腎管の遺伝子発現解析を中心に研究を行った。線維芽細胞増殖因子9（FGF9）で維持した中腎管培養において、骨形成タンパク質4（BMP4）添加は中腎管のソニック・ヘッジホッグ発現を低下させた。一方で、ソニック・ヘッジホッグ添加により中腎管のBMP4発現は低下傾向を示した。BMP4は、腎臓発生において中腎管周囲の間葉に発現し、尿管芽の異所性発芽を抑制して、後腎形成部位のみに発芽を制限する役割を持つ成長因子である。中腎管では、FGF9存在下で、ソニック・ヘッジホッグとBMP4が相互に抑制する関係にあるようである。この所見からも、中腎管はソニック・ヘッジホッグを受容する可能性が示唆され、自身が分泌したものを受容しているかもしれない（自己分泌作用）。これまでの研究では、ソニック・ヘッジホッグ添加による中腎管のRet発現上昇も観察されている。腎臓発生過程で発現する諸因子が中腎管の分化応答性とどのように関係するのか、解析を進めて行く。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染症の影響等により、他の業務に携わる時間が増加し、本研究に予定していた時間を十分に充てることができなかったため。

Strategy for Future Research Activity

現在は、培養した中腎管の遺伝子発現解析が中心であるが、培養下での中腎管・尿管芽の成長・変化を詳細に捉えることができれば、遺伝子発現変動と形態学的変化を関係付けた解析が可能となる。培養中の組織変化を記録するために、インキュベーター内で使用可能な小型タイムラプスイメージング装置が有用であり、導入を検討する。
また、ソニック・ヘッジホッグ受容体や細胞内シグナル伝達に関わる因子が、中腎管に実際に発現しているかを確認していく。

Causes of Carryover

（次年度使用額が生じた理由）
コロナウイルス感染症等の影響により実験計画に遅れが生じ、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
次年度使用額は、令和5年度請求額と合わせて、タイムラプスイメージング装置購入の一部負担（合算使用での購入を検討）、消耗品費、旅費、学会参加費などとして使用する予定である。