| Project/Area Number |
23K18051
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中尾 実樹 九州大学, 農学研究院, 教授 (50212080)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 魚類 / 体表粘液 / 血漿タンパク質 / 移行 / 輸送 / 外分泌 / 血漿 / タンパク質輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、魚類の血漿から体表粘液に向かう、タンパク質輸送の分子メカニズムを解明することである。血漿タンパク質の多くはほとんど体表粘液に外分泌されることはない。しかしながら、申請者はある種のタンパク質が血漿から選択的に体表粘液に外分泌されることを示唆する現象を確認している。本研究では、たとえば血漿から体表粘液に出てくるタンパク質が、どのように選択され、どのようなメカニズムで運ばれるのであろうかに焦点を絞り、解明を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に、モデルタンパク質として用いた卵白リゾチームが、腹腔内投与後に体表粘液に移行する経時的な動態を明らかにできた。そこで本年度は、血漿中からタンパク質が体表粘液に移行するルートを解明することを目的として、移行ルートとなりうる組織を探索した。まず着目したのは、哺乳類の汗腺用の構造である。汗腺は、表皮から真皮に延び、そこで毛細血管から滲出した血漿を接し、体外に汗として水分を運搬する。汗腺のように体表から真皮に貫入する線組織構造を、ゼブラフィッシュの全身切片の画像を基に探索した。その結果、汗腺様の腺組織はゼブラフィッシュ皮膚には全く見つからず、魚類における毛細血管から表皮へのタンパク質移行には、哺乳類の汗腺様の組織とはまったく異なる仕組みが機能していることが示唆された。
一方、血漿からの生体防御成分「補体」の体表粘液への移動を追跡するために、ビオチン標識したコイC3タンパク質の作成を終え、C3の補体活性化能およびオプソニン活性を損なわないレベルのビオチン化の最適化を達成した。また、血清で観察される補体の細胞傷害活性が体表粘液中でも発揮されるかを解明するために、ウサギ赤血球および抗体感作ヒツジ赤血球を用いた溶血試験に、体表粘液を供試した。体表粘液を高濃度に使う必要があるために、浸透圧の乱れなどによって非特異的な溶血活性が検出されたが、体表粘液をあらかじめDiafiltrationあるいはゲルろ過（Sephadex G25）によって溶血反応様緩衝液に交換しておくことにより、正味の溶血活性だけを検出することに成功した。
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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
本研究で着目した、補体成分の血漿から体表粘液への移動を追跡するための、ビオチン標識C3の調製に成功したこと、血漿中での補体機能の大半が体表粘液でも再現されていることを確認できたことなど、本研究が目指すゴールにアプローチする基礎的な知見が得られたため。また、血漿成分の体表への輸送には、哺乳類の汗腺様の組織構造とは異なる、魚類にユニークな構造が関与することを示唆する知見が得られたことは、今後の免疫組織化学的な解析に大きなヒントとなる。
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| Strategy for Future Research Activity |
内因性生体防御タンパク質の機能を損なわないビオチン標識条件を確立できたので、今後は、ビオチン標識タンパクの体表への移行を経時的な免疫組織化学的観察を進める。また、同時に体表に運ばれたビオチン標識タンパク質にさらなる化学修飾が加えられていないかについても、検討する。
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