2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new in vivo imaging technologies by using biological optical window
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26221004
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
高橋 智 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 聖哉 筑波大学, 医学医療系, 助教 (10633141)
一條 裕之 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 教授 (40272190)
依馬 正次 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 教授 (60359578)
三輪 佳宏 筑波大学, 医学医療系, 講師 (70263845)
杉山 文博 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90226481)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 応用動物 / バイオテクノロジー / 動物 / 遺伝子 / 応用科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初の研究計画では、2. 様々な病態をモニターできるマウスの開発として、2-2. 血管新生をモニターできるマウスの開発および2-4. 神経活動の履歴をモニターできるマウスの開発を行う予定であったが、2-3. 組織の線維化をモニターできるマウスの開発で大きな進展があり、この研究を集中的に推進した。
組織の線維化をモニターできるマウスの開発では、これまでの研究では組織障害時に産生が亢進する1型および5型コラーゲンの転写をin vivoでモニターできるマウスが主に作製されており、本研究でも、1型および5型コラーゲンの遺伝子発現制御領域下にiRFPを挿入し、iRFPの発現で組織線維化をモニターできるマウスを開発した。このマウスにより、1型および5型コラーゲンが転写されている領域を細胞レベルで観察することが可能となった。一方で、実際に組織に形成されたコラーゲン線維を可視化することは、コラーゲン線維のトリプルヘリクスを形成する特殊な構造のために、技術的に非常に難しかった。分担研究者の三輪は、コラーゲン線維の構造を詳細に比較し、5型コラーゲンはN末側に切断を受けないドメインがあることを再発見し、切断を受けないドメインに蛍光タンパク質を導入することにより、細胞から分泌されたコラーゲン線維を可視化する方法を開発した。この方法は非常に画期的な方法であり、実際に細胞外に分泌された線維を蛍光で検出できるかを検討した。細胞に蛍光タンパク質遺伝子を挿入した5型コラーゲン遺伝子を導入したところ、一定の培養条件でコラーゲン線維が細胞外に分泌され、線維が形成される様子を観察することができた。分泌された線維は時間とともに集合し、より太い線維を形成した。これらの線維が、生体内で形成されるコラーゲン線維と同様のトリプルヘリクス構造を形成しているかは、来年度に電子顕微鏡観察により確認する予定である。
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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
今年度、これまで不可能と考えられていた、分泌されたコラーゲン線維をモニターできる系を開発することができ、画期的な進展が得られた。一方で当初実施予定だった、2-2. 血管新生をモニターできるマウスの開発および2-4. 神経活動の履歴をモニターできるマウスの開発については、進捗は少なかった。血管新生をモニターできるマウスについては論文を発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
in vivoでコラーゲン線維の産生と線維の蓄積を経時的にモニターできる系の開発は、肺線維症、肝硬変、慢性腎不全、心筋梗塞など様々疾患の発症機構を解明する上で、非常に重要な手法であり、多くの研究者が取り組んでいる課題である。本研究でその手法が開発されたことは、今後の研究に非常に大きな影響を与えると考えられ、最終年度では、in vivoでコラーゲン線維の産生と線維の蓄積を経時的にモニターできる系を確立し、実際に疾患誘導に使用できるモニターマウスの確立を目指す。
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