2022 Fiscal Year Research-status Report
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22K09781
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
竹内 悠記 沖縄科学技術大学院大学, 神経発生ユニット, スタッフサイエンティスト (00754904)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 水晶体 / ゼブラフィッシュ / FGF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水晶体発達は、網膜から分泌される線維芽細胞増殖因子(FGF)によって制御されると考えられているが、水晶体発生に重要なリガンド種の特定には至っていない。本研究では、ゼブラフィッシュの水晶体をモデルに水晶体発生を制御するFGFのリガンド種および機能の解明を目的とした。
本研究ではまず、ゼブラフィッシュ胚をFGFシグナル伝達阻害剤（SU5402）処理することで、水晶体発生過程におけるFGFの作用点と機能について調べた。その結果、水晶体板の形成開始から水晶体原基が完成するまでの発生初期段階において、FGFは水晶体原基細胞の増殖を制御する一方、水晶体の基本構造完成以降の発生後期では水晶体線維細胞への分化を制御することが示唆された。
続いて、水晶体発生に重要なFGFリガンド種を特定するために、23種のゼブラフィッシュFgf遺伝子発現プロファイリングを行った結果、Fgf3が水晶体発生初期において水晶体板直下の網膜細胞において発現していた。また、水晶体発生後期において水晶体赤道面に隣接する網膜神経節細胞においてFgf8aの発現が認められた。
Morpholino antisense oligoによるFgf3およびFgf8aのノックダウンを行ったところ、Fgf3 morphantでは水晶体発生初期において水晶体板から水晶体原基の細胞増殖率の低下と細胞死の増加が観察された。一方、Fgf8a morphantでは、水晶体発生後期において赤道特異的な線維細胞分化が抑制されることが観察された。以上の結果から、Fgf3およびFgf8aが水晶体発生の異なるタイミングで増殖と線維細胞分化を制御することが示唆された。
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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
水晶体発生を制御するFGFリガンド種を特定に成功し、2種のFGFが発生過程の異なるタイミングで異なる機能を発現することが明らかとなった。本研究の主要な目的は、初年度においておおむね達成されたことから、研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゼブラフィッシュの水晶体発生過程において、Fgf3およびFgf8aが発生の異なるタイミングで異なる機能を示すことが明らかとなった。今後の研究では、ノックダウン胚で観察された表現型の再現性をFgf3およびFgf8a変異体において観察することで、より確かな機能性の証拠を取得することを目指す。
続いて、2種のFGFリガンドが異なる機能性を示すメカニズムを追求するために、水晶体発生初期および後期において水晶体細胞に発現するFGF受容体の分子種を明らかにし、リガンドと受容体の組み合わせの特定を試みる。また、Fgf3およびFgf8a ノックアウト胚におけるFGFシグナル伝達下流因子の挙動について調べることで、異なる機能をもたらすメカニズムを追求する。
加えて、網膜から分泌されるこれらのFGFリガンド2種が水晶体に到達する証拠を得るために、蛍光タンパク質で標識したFGF3およびFGF8aを眼包および網膜神経節細胞特異的なプロモーターを用いて発現させるトランスジェニック系統を作成し、リガンドの分泌後の拡散性、水晶体上での凝集性を観察することで、Fgf3およびFgf8aが水晶体細胞の振る舞いを制御する仕組みについて検討する。
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| Causes of Carryover |
水晶体発生制御に関わるFGFリガンドの特定が、研究開始前の予測より順調に推移し、当初計画していた次世代シーケンス解析の実施を見送ったことから、次年度使用額が発生した。当該助成金は次年度において行われるFGFリガンドの機能解析において必要な消耗品の購入に充てる。
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Research Products
(1 results)
