神経幹細胞を用いた新たな蝸牛有毛細胞再生誘導遺伝子の同定

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K16922
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 岡本 志央 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (10838139)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 蝸牛有毛細胞再生

Outline of Annual Research Achievements

私たちが日常的に享受している複雑な音の聴こえ方は、聴覚伝導路を構成する様々な細胞の機能統合により可能となっている。中でも、聴覚器官である蝸牛に存在する有毛細胞は、音の振動を電気信号へと変換し、その信号を神経へと伝達する働きをもち、精緻な聴覚の受容を可能にしている。しかし成体哺乳類において有毛細胞が障害を受けると、その機能は自発的には回復せず、聴覚障害は恒久的なものとなる。これまでに、成体哺乳類の有毛細胞を再生させる手法が試みられてきたが、いずれも、再生効率は非常に低く、喪失した聴覚を意思疎通が可能なレベルに回復させる手法は未解明である。その理由として、従来の研究においては、有毛細胞再生を誘導しうる遺伝子の候補として、発生期に有毛細胞分化を誘導する遺伝子や、成体蝸牛において再生有毛細胞の前駆細胞と考えられている支持細胞のトランスクリプトーム解析により同定された遺伝子が着目されてきたが、充分な再生効率を可能にする遺伝子が同定されていないことが挙げられる。
そこで本研究では、神経幹細胞に発現する遺伝子に着目することにした。蝸牛の大部分は耳胞に由来するが、一部は中枢神経系の原基である神経管に由来することが知られている。以前、我々の研究チームは、胎仔および成体マウスの脳に高発現する遺伝子のトランスクリプトーム解析を行い、培養神経幹細胞、成体マウス脳に、前者を強制発現、後者をノックダウンすることにより、成体マウスの海馬において、効率よく神経再生を誘導する遺伝子の組み合わせを同定した。そこで本研究では、時期特異的に、支持細胞に神経再生を誘導する遺伝子の組み合わせを発現させるトランスジェニックマウスを作製し、支持細胞の増殖効率を評価した。4週齢のマウスの支持細胞に上記遺伝子の組み合わせを発現させたところ、支持細胞の増殖は観察されたものの、その効率は非常に低いものであった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2022年3月の研究室移転に伴い、移転前に作製し、飼育していたトランスジェニックマウスのすべてのラインに対し、凍結胚を作製し、移転後の研究機関において、マウス凍結胚の融解、胚移植による生体マウスへの個体化を行ったため、トランスジェニックマウスを用いた実験、解析に遅れを生じた。

Strategy for Future Research Activity

4週齢のマウスに対する蝸牛有毛細胞障害後に、支持細胞の反応様式をライブイメージングを用いてモニタリングする。次に、有毛細胞障害後の複数の時点において、支持細胞を採取し、トランスクリプトーム解析を行うことにより、支持細胞の増殖および有毛細胞再生を誘導する遺伝子の探索を行う。

Causes of Carryover

2022年3月の研究室移転に伴い、移転後に通常通り実験が行えるようになるまでに時間を要し、当初の計画より進捗が遅れているため、次年度使用額が生じる状況となった。次年度使用額は主に、マウス購入・飼育費、器官培養や免疫染色、ライブイメージングに用いる試薬や抗体、トランスクリプトーム解析に必要なキット等に使用する予定である。