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2012 Fiscal Year Annual Research Report

内耳発生メカニズムの解明と再生医療への応用

Research Project

Project/Area Number 23229009
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

伊藤 壽一  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90176339)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北尻 真一郎  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00532970)
平海 晴一  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10374167)
中川 隆之  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50335270)
坂本 達則  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60425626)
山本 典生  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70378644)
田浦 晶子  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70515345)
Project Period (FY) 2011-05-31 – 2016-03-31
Keywords内耳発生 / 内耳再生 / 幹細胞 / 遺伝子
Research Abstract

先天性高度感音難聴に対する遺伝子検査については、次世代シークエンサーやエクソンキャプチャー、GWAS (genome wide association study) のための準備を引き続き行った。人工内耳手術を受けた患者のうち、8家族、32名に対して本研究の説明を行い、採血の同意を得てサンプルを入手した。一部については次世代シークセンサーを用いて解析を開始している。サンプルを採取した患者は、内耳あるいは内耳道に奇形を呈する患者で、健常な聴力を持つ患者の家族とのゲノムの比較により原因遺伝子を探り、内耳の発生過程を明らかにできるものと考えている。
発生内耳の単一細胞を用いた網羅的遺伝子解析については、胎生13日マウス蝸牛から単一細胞を採取してRNAを抽出、増幅を試み、cDNAのライブラリー作成に成功した。
内耳の発生において重要な役割を果たすといわれている成長因子IGF-1が、内耳障害によって引きこされる急性感音難聴(突発性難聴)の治療に効果があることを示し(Nakagawa T, et al. Otol Neurotol 2012)、IGF-1による内耳有毛細胞の保護は、IGF-1の受容体の下流のシグナル伝達系のほとんどが駆動され、有毛細胞のプログラム細胞死の抑制と支持細胞の増殖を誘導することによることを示した(Hayashi et al. Mol Cell Neurosci 2013)。
また、内耳蝸牛の中で、これまで役割が不明であったTymapnic border cellが内耳幹細胞の候補となりうることを証明した(Taniguchi et al. Plos One 2012)。
新生児マウスの内耳から確立したOtosphereと呼ばれる細胞群が幹細胞の性質をもち、有毛細胞を産生することを示した(Lou et al. Neurosci Lett 2013)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

先天性高度感音難聴に対する遺伝子検査はサンプル収集を行い一部は解析を開始している。また、単一細胞を用いた網羅的遺伝子解析は、単一細胞からのcDNAライブラリーの確率に成功した。いくつかの発生に重要な遺伝子については、内耳再生への応用も視野に入ってきており、その点では、次年度以降のプロジェクトを今年度に有る程度行っている形になっている。内耳の幹細胞の研究も順調にすすんでおり、その位置の候補の同定、内耳構成細胞の誘導の研究が着々と進み、臨床応用への重要な知見も得られていると考える。

Strategy for Future Research Activity

今後は、さらに遺伝子解析に必要なサンプルを集めるとともに、収集できたサンプルの解析を進める予定である。また、単一細胞の網羅的遺伝子解析については網羅的遺伝子解析を行う。また、これと平行してIGF-1をはじめとした内耳発生に重要な役割を果たす遺伝子の同定、機能解析や再生への応用方法の研究も行っていく。iPS、ES細胞から内耳組織を効率よく誘導する手法についても、内耳発生に重要な遺伝子が同定される前でも、さまざまな遺伝子の操作を行うことによって開発を進めていく。

  • Research Products

    (34 results)

All 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (28 results) (of which Invited: 12 results)

  • [Journal Article] Insulin-like growth factor 1 inhibits hair cell apoptosis and promotes the cell cycle of supporting cells by activating different downstream cascades after pharmacological hair cell injury in neonatal mice.2013

    • Author(s)
      Yushi Hayashi
    • Journal Title

      Mol Cell Neurosci

      Volume: 56C Pages: 29-38

    • DOI

      10.1016/j.mcn.2013.03.003.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Otospheres derived from neonatal mouse cochleae retain the progenitor cell phenotype after ex vivo expansions.2013

    • Author(s)
      Xiang-Xin Lou
    • Journal Title

      Neurosci Lett

      Volume: 534 Pages: 18-23

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2012.12.001.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of tympanic border cells as slow-cycling cells in the cochlea.2012

    • Author(s)
      Mirei Taniguchi
    • Journal Title

      Plos One

      Volume: 7 Pages: e48544

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0048544.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Audiometric outcomes of topical IGF1 treatment for sudden deafness refractory to systemic steroids.2012

    • Author(s)
      Takayuki Nakagawa
    • Journal Title

      Otol Neurotol

      Volume: 33 Pages: 941-946

    • DOI

      10.1097/MAO.0b013e31825f251a.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trauma-specific insults to the cochlear nucleus in the rat.2012

    • Author(s)
      Tetsuji Sekiya
    • Journal Title

      J Neurosci Res.

      Volume: 90 Pages: 1924-1931

    • DOI

      10.1002/jnr.23093.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Localization of septin proteins in the mouse cochlea.2012

    • Author(s)
      Atsuhiro Yoshida
    • Journal Title

      Hear Res

      Volume: 289 Pages: 40-51

    • DOI

      10.1016/j.heares.2012.04.015.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Clinical Efficacy of Topical IGF1 Treatment for Sudden Deafness2013

    • Author(s)
      Takayuki Nakagawa
    • Organizer
      The 36th Annual MidWinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・ボルチモア
    • Year and Date
      20130216-20130220
    • Invited
  • [Presentation] Mechanisms of Cochlear Hair Cell Protection by IGF-12013

    • Author(s)
      Norio Yamamoto
    • Organizer
      The 36th Annual MidWinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・ボルチモア
    • Year and Date
      20130216-20130220
    • Invited
  • [Presentation] Identification of Novel Downstream Effectors of IGF-1 Signal Pathways Using a Comprehensive Gene Expression Analysis2013

    • Author(s)
      Yushi Hayashi
    • Organizer
      The 36th Annual MidWinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・ボルチモア
    • Year and Date
      20130216-20130220
  • [Presentation] Septin7 Expression and Function in the Inner Ear of Embryonic Mouse2013

    • Author(s)
      Hiroko Torii
    • Organizer
      The 36th Annual MidWinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・ボルチモア
    • Year and Date
      20130216-20130220
  • [Presentation] 内耳の再生医療2013

    • Author(s)
      伊藤壽一
    • Organizer
      第19回東大・慶大ジョイントカンファレンス
    • Place of Presentation
      興和創薬株式会社東京支店第1会議室(東京都)
    • Year and Date
      20130207-20130207
    • Invited
  • [Presentation] シンポジウム2「世界をリードするわが国の再生医療最前線 臨床に学ぶ」 再生医学を応用した難聴の治療2013

    • Author(s)
      伊藤壽一
    • Organizer
      第4回先進医療フォーラム
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都)
    • Year and Date
      20130119-20130119
    • Invited
  • [Presentation] Regeneration of Inner Ear2012

    • Author(s)
      Juichi Ito
    • Organizer
      The hear FUTURE Workshop
    • Place of Presentation
      オーストリア・インスブルック
    • Year and Date
      20121203-20121206
    • Invited
  • [Presentation] Regeneration medeicine for inner ear diseases2012

    • Author(s)
      Juichi Ito
    • Organizer
      The 28th International Kumamoto Medical Biosclence Symposium
    • Place of Presentation
      熊本市医師会館(熊本市)
    • Year and Date
      20121115-20121116
    • Invited
  • [Presentation] 急性感音難聴治療におけるIGF-1の作用メカニズム2012

    • Author(s)
      林裕史
    • Organizer
      第57回日本聴覚医学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      20121011-20121012
  • [Presentation] 内耳障害の再生医学的アプローチ2012

    • Author(s)
      伊藤壽一
    • Organizer
      第22回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20121004-20121006
    • Invited
  • [Presentation] Ionophoresisによる遺伝子導入についての検討.2012

    • Author(s)
      田浦晶子
    • Organizer
      第22回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20121004-20121006
  • [Presentation] parkinノックアウトマウスの聴覚と若年性パーキンソン病診断への応用2012

    • Author(s)
      山本典生
    • Organizer
      第22回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20121004-20121006
  • [Presentation] マウス機能的有毛細胞への分化誘導の高効率化(続報).2012

    • Author(s)
      戎富美
    • Organizer
      第22回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20121004-20121006
  • [Presentation] 内耳幹細胞の解剖学的位置同定の試み.2012

    • Author(s)
      谷口美玲
    • Organizer
      第22回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20121004-20121006
  • [Presentation] 網羅的遺伝子発現解析によるIGF-1新規下流遺伝子の同定.2012

    • Author(s)
      林裕史
    • Organizer
      第22回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20121004-20121006
  • [Presentation] Identification of novel downstream effectors of IGF-1 signal pathways using a comprehensive gene expression analysis.2012

    • Author(s)
      Yushi Hayashi
    • Organizer
      The Inner Ear Biology 2012 Workshop and Symposium;
    • Place of Presentation
      ドイツ・チュービンゲン
    • Year and Date
      20120930-20121002
  • [Presentation] Septin Protein Expression in the Embryonic and Neonatal Mouse Cochlea.2012

    • Author(s)
      Norio Yamamoto
    • Organizer
      The Inner Ear Biology 2012 Workshop and Symposium;
    • Place of Presentation
      ドイツ・チュービンゲン
    • Year and Date
      20120929-20121002
  • [Presentation] Symposium: The Inner Ear in Translational Research-Closing the gap toward causal treatment: Intracochlear drug delivery systems and new therapeutic concepts.2012

    • Author(s)
      Takayuki Nakagawa
    • Organizer
      49th Workshop on Inner Ear Biology;
    • Place of Presentation
      ドイツ・チュービンゲン
    • Year and Date
      20120929-20120929
    • Invited
  • [Presentation] Regeneraion Medicine for Inner Ear Disorders2012

    • Author(s)
      Juichi Ito
    • Organizer
      9th Catholic International Stem Cell Symposium
    • Place of Presentation
      韓国・ソウル
    • Year and Date
      20120915-20120915
    • Invited
  • [Presentation] Regeneration medeicine for the inner ear disorders.2012

    • Author(s)
      Juichi Ito
    • Organizer
      8th International Academic Conference / Workshop in Otology Rhinology and Laryngology;
    • Place of Presentation
      スペイン・マラガ
    • Year and Date
      20120822-20120824
    • Invited
  • [Presentation] Reprograming of cochlear cells: a novel strategy for regeneration.2012

    • Author(s)
      Takayuki Nakagawa
    • Organizer
      The 27th Barany Society Meeting
    • Place of Presentation
      スウェーデン・ウプサラ
    • Year and Date
      20120611-20120611
  • [Presentation] Regeneration medicine for the inner ear diseases2012

    • Author(s)
      Juichi Ito
    • Organizer
      2nd National Otology and Neurootology Congress
    • Place of Presentation
      トルコ・ベレック‐アンタリヤ
    • Year and Date
      20120510-20120513
    • Invited
  • [Presentation] Espin遺伝子導入による感覚毛再生2012

    • Author(s)
      田浦晶子
    • Organizer
      第113回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      20120510-20120512
  • [Presentation] Parkinノックアウトマウスにおける外有毛細胞障害メカニズムの検討2012

    • Author(s)
      山本典生
    • Organizer
      第113回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      20120510-20120512
  • [Presentation] マウス胎仔の内耳におけるSeptin7の発現と形態.2012

    • Author(s)
      鳥居紘子
    • Organizer
      第113回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      20120510-20120512
  • [Presentation] Mechanisms of mammalian cochlear hair cell protection by IGF-1.2012

    • Author(s)
      Norio Yamamoto
    • Organizer
      12th International Conference on Cochlear Implants and Other Implantable Auditory Technologies
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・ボルチモア
    • Year and Date
      20120503-20120505
  • [Presentation] Insulin-like growth factor 1 protects vestibular hair cells from aminoglycosides.2012

    • Author(s)
      Akiko Taura
    • Organizer
      The 14th Japan-Korea Joint Meeting of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery
    • Place of Presentation
      ホテルオークラ(京都市)
    • Year and Date
      20120412-20120414
  • [Presentation] 再生医療と難聴の治療.2012

    • Author(s)
      伊藤壽一
    • Organizer
      第38回日本耳鼻咽喉科学会滋賀県地方部会総会・学術講演会特別講演会
    • Place of Presentation
      ホテルボストンプラザ草津(草津市)
    • Year and Date
      20120408-20120408
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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