2015 Fiscal Year Research-status Report
網膜再生の両生類モデルを用いた幹細胞性の維持と細胞分化の機構
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26440125
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
荒木 正介 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (00118449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 千余子 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20342785)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 網膜再生 / Xenopus / 網膜色素上皮 / 幹細胞 / 炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、これまで網膜再生のモデル実験動物としてXenopus laevisに着目し、網膜再生の培養実験系を開発、解析を進めている。この系では、色素上皮細胞が細胞移動し、新たな細胞環境の元で神経細胞・視細胞に分化する。このプロセスは、眼球内の網膜再生過程で色素上皮細胞が示す動きとよく対応している。そこで、本培養系を用いて、色素上皮細胞が網膜再生を開始する最も初期の変化をとらえ、それによって再生が開始するメカニズムを明らかにすることを目的として研究をおこなっている。
昨年度の研究成果として、色素上皮細胞の細胞移動を阻止すると神経細胞分化がおこらないことや細胞移動にはMatrix metalloproteinase（MMP)が必要なことを明らかにした。今年度は、MMPの発現を惹起する機構について、とくに炎症反応との関連を調べた。その結果、炎症反応がMMPの発現誘導に強く関わる事を示す結果を得た。
いくつかのサイトカイン、IL-1bやTNF-aの遺伝子発現を眼球組織で調べると、網膜を除去すると24時間以内に急速な上昇を示し、MMPの発現上昇とよく対応した。組織培養下でのサイトカインも眼球内と同様に48時間以内に上昇した。また、MMP遺伝子の強い誘導も見られた。抗炎症剤、DexamethasoneやWithaferinAを投与すると、細胞移動の抑制と、神経細胞分化の抑制が見られた。以上の実験結果から初期の強い炎症反応が組織再生の引き金になる可能性が示唆された。
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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
本年度の研究計画の主要な部分は、炎症と組織再生の関係を明らかにする事である。研究代表者の開発した組織培養実験系を用いて、この問題にアプローチした。サイトカイン遺伝子の発現、抗炎症剤による薬理学的な検討、MMP遺伝子や神経分化マーカーの発現検出などの手法を用いて、分子的、形態的なデータを得た。その結果、昨年度に得た結果をさらに発展させて、炎症反応が再生を誘導する引き金となる事を強く示す結果を得た。また、炎症と再生をつなぐ機構として、炎症ｰサイトカインーMMP誘導ｰ細胞移動という図式が見えてきた。今後、研究を展開する基礎となる非常に意味のある結果であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
培養系における炎症と再生誘導の分子的なメカニズムを一層詳細に検討する。これまで炎症と再生はさまざまな系で示されているが、その具体的な分子機構を詳細に研究したケースは殆どない。今後、再生研究の展開を考える上で、きわめて重要な成果であると考えている。研究期間は残り1年であるが、その間に、一層詳細な分子機構を明らかにしたい。研究成果の第１報として、H27年度までの成果を原著論文として現在まとめつつあり、近いうちに投稿する予定である。
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| Causes of Carryover |
研究代表者は、平成27年3月に前任の奈良女子大学を定年退職し、4月に現在の奈良県立医科大学に研究拠点を移した。初年度は、退職に伴う雑務のため、予算の一部を2年目に繰り越した。2年目になる本年度は、研究室の引っ越し、新たに研究室の整備に伴うさまざまな業務があり、研究の再開までに時間がかかった。このような事情で最終年度に繰り越しが生じた。本年度に予定していた実験はほぼ実施したが、いくつかの実験は平成28年度に実施することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度には網膜再生過程の各ステージで発現する特異遺伝子の検出をはじめ、組織培養を用いた薬理学的実験をあらたに実施する。これらの実験に必要な分子生物試薬、種々の阻害剤が必要であり、その費用に充当する。
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