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

2023 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 / 成長因子

Outline of Annual Research Achievements

腎臓発生において、中腎管は、尿管芽を発芽して腎臓をつくる組織であり、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、中腎管上皮と間葉の相互作用において多くの因子が働く。本研究では、中腎管・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・尿管芽自身に対する作用の有無を調べる。
2023年度は、前年度から引き続き、成長因子存在下で培養した中腎管の遺伝子発現解析を行った。線維芽細胞増殖因子9（FGF9；125 ng/ml）で維持した中腎管培養において、ソニック・ヘッジホッグ(1μg/ml)添加により、中腎管のWnt9b発現が有意に上昇する所見が得られた。Wnt-9bタンパクは腎臓発生過程において中腎管と尿管芽が分泌する因子であり、間葉上皮転換を促進してネフロン形成に関与することが報告されている。しかし、FGF9とソニック・ヘッジホッグの濃度条件を変えると有意な遺伝子発現変化が認められないケースがあり、慎重に評価を行っている。
これまでの研究で、FGF9存在下で、ソニック・ヘッジホッグによる中腎管のRet発現上昇、中腎管のソニック・ヘッジホッグとBMP4の相互の発現抑制傾向などが認められており、Wnt9b発現変化がこれらの現象とどのように関係するのか、解析を進めている。また、この所見が中腎管ソニック・ヘッジホッグの自己分泌作用を反映する可能性があるのかを検討している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

培養中腎管の遺伝子発現解析において、使用する成長因子濃度により同じ応答傾向をとらないことがあり、効果の判断が困難なため。また、この濃度条件の検討に加え、研究法の修正・変更等、検討すべき課題が生じたため。

Strategy for Future Research Activity

中腎管ソニック・ヘッジホッグ自己分泌機能の検証には、現在主として行っている遺伝子発現解析のみに依らず、多面的に解析を行う必要があると考える。遺伝子発現変動と形態学的変化を関係付けて解析することも一つの方法であり、培養中の組織変化を記録する小型タイムラプスイメージング装置の導入を引き続き検討する。また、ソニック・ヘッジホッグ受容体などが中腎管に実際に発現しているかを解析する。

Causes of Carryover

（次年度使用額が生じた理由）
研究法の見直しと、修正を検討したことにより、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６年度請求額と合わせて、解析装置購入、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。