2016 Fiscal Year Annual Research Report
Metabolic Plasticity in Cell State Homeostasis and Differentiation of Cultured Human Corneal Endothelial Cells as A New Target for Drug Development
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26670759
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
外園 千恵 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30216585)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽室 淳爾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (80536095)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 角膜内皮細胞 / エネルギー代謝応答 / 解糖系 / ミトコンドリア / 代謝リモデリング / miRNA / 細胞相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
培養ヒト角膜内皮細胞は階層的に細胞相転移（CST）状態を変化させることが判明した。その分化度は主としてCD44の発現強度と逆相関した。CD44発現は成熟分化段階では陰性化し、増殖性未分化細胞では強陽性である。
ピルビン酸も乳酸も成熟分化細胞の構成比率に負相関し、未分化CST細胞の構成比率に正相関することが明確となった。CST細胞で高産生される乳酸が老化関連分泌経路（SASP）産物のIL-8産生を増強する可能性が推定されるに至ったが、分化細胞比率と正相関傾向のあるPDGF-bbについては、産生細胞の階層性は未だ不明確である。成熟分化細胞以外のCD44medium発現の前駆細胞様の細胞からも産生されることが判明した。
培養ヒト角膜内皮細胞の代謝産物に係るメタボローム解析を、細胞内産物並びに細胞培養上清について実施することで、階層性のある培養細胞亜集団間の主たる代謝関連特性を明らかにすることができた。内皮細胞の環境適応を標的に、斯かる視点で研究を展開している例は国際的にも皆無である。
今後、角膜内皮機能不全の細胞分子病態、就中、細胞分化における環境適応戦略としての代謝リプログラミングの階層性の研究の深化が不可欠である。代謝リモデリングを誘導する分子機構も代謝リモデリングの結果、どの様な細胞機能が制御されるかは、当該分野を超えて、癌研究の世界ですら端緒に就いたところである。
アミノ酸組成の変化、抗酸化応答や分化を誘導する化合物などを含む培養微小環境、SASP、代謝産物、Cargoとしてのパラクリン作用の明らかになりつつある細胞外小胞体粒子(EVs)などの働きを、世界で初めて明らかにした培養ヒト角膜内皮細胞亜集団についてかなり明確に示し得た。
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[Presentation] Regulation of mitochondrial respiration under cell culture stress in human corneal endothelial cells2016
Author(s)
Kinoshita S, Ueno M, Asada K, Toda M, Nagata K, Sotozono C, Kosaka N, Ochiya T, Hamuro J
Organizer
ARVO 2016 Annual Meeting
Place of Presentation
Seattle, WA, USA
Year and Date
2016-05-03 – 2016-05-03
Int'l Joint Research
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