DNAマイクロアレイとプロテオーム解析を用いた蝸牛障害関連遺伝子・蛋白質の解析

• 研究課題/領域番号: 16390486
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 耳鼻咽喉科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山岨 達也 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (60251302)
• 研究分担者: 山田 智佳子 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (90376434) ; 近藤 健二 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (40334370) ; 田之倉 優 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60136786)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 13,800千円 (直接経費: 13,800千円); 2006年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2005年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2004年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
• キーワード: DNAマイクロアレイ / プロテオミクス / 蝸牛 / 内耳 / 老人性難聴 / 老化 / ミトコンドリア / ミトコンドリアDNA / カロリー制限 / DNAチップ / 難聴 / 音響外傷

研究概要

老人性難聴モデルとしてPolg^<D257A/D257A>(D257A)マウス(DNAポリメラーゼガンマのエキソヌクレアーゼ領域(Proof Reading活性領域)に点変異を導入したトランスジェニックマウス)を作成した。D257Aマウスと野生型マウスのABR閾値を検討したところ、D257Aマウスは9月齢で平均41-52dBSPLと聴力閾値が上昇し、加齢により早期に難聴が出現することが判明した。組織的には有毛細胞、らせん神経節の変性が高度であり、DNAマイクロアレイによる遺伝子解析では音受容、神経伝達、イオン代謝、エネルギー代謝、DNA合成・修復に関する遺伝子群の低下、炎症反応やアポトーシス関連遺伝子群の増加がみられた。ゲルマニウム過剰摂取によるミトコンドリア障害マウスも作成し、3ヶ月で高度難聴になること、蝸牛血管条・コルチ器の変性が強いことを確認した。このマウスでもD257Aマウスと同様の遺伝子群の変化が見られた。また老人性難聴モデルマウスのC57BL/6マウスでカロリー制限による難聴抑制効果を調べ、正常食では加齢により難聴および蝸牛組織の変性が出現するのに対し、カロリー制限群では1歳5ヶ月まで難聴出現が抑制できた。この2群の遺伝子解析により、加齢による蝸牛の遺伝子の変化(音受容、神経伝達、エネルギー代謝などの遺伝子群の低下、炎症反応やアポトーシス関連遺伝子群の増加)がカロリー制限で抑制できることが判明した。これらの結果を重要な遺伝子についてはreal time RT-PCR解析で確認し、また蛋白については免疫染色により確認を行った。最後に強大音響に曝露したマウス蝸牛のDNAマイクロアレイ解析を行い、現在一部の遺伝子に注目して解析中である。

研究成果

• [雑誌論文] Supporting cell proliferation after hair cell injury in mature guinea pig cochlea in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Kondo K
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research 325 ページ: 23-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cochlear damage due to germanium-induced mitochondrial dysfunction in guinea pigs. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Goto Y, Komaki H, Mimaki M, Sudo A, Suzuki M
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 395 ページ: 18-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Supporting cell proliferation after hair cell injury in mature guinea pig cochlea in vivo (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Kondo K
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research 325 ページ: 23-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cochlear damage due to germanium-induced mitochondrial dysfunction in guinea pigs (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Goto Y, Komaki H, Mimaki M, Sudo A, Suzuki M
  • 雑誌名: Neuroscience Letter 395 ページ: 18-22
• [雑誌論文] Ebselen prevents noise-induced excitotoxicity and temporary threshold shift. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Pourbakht A, Sakamoto T, Suzuki M
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 380 ページ: 234-238
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mitochondrial DNA mutations, oxidative stress, and apoptosis in mammalian aging. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kujoth GC, Hiona A, Pugh TD, Someya S, Panzer K, Wohlgemuth S, Hofer T, Seo AY, Sullivan R, Jobling WA, Morrow JD, Van Remmen H, Sedivy JM, Yamasoba T, Tanokura M, Weindruch R, Leeuwenburgh C, Prolla TA
  • 雑誌名: Science 309 ページ: 481-484
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 老人性難聴の予防. (2005)
  • 著者名/発表者名: 染谷慎一, 山岨達也, 田之倉優
  • 雑誌名: 耳鼻咽喉科・頭頚部外科学の最新医療(加我君孝・小宗静男編) ページ: 110-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Up-to-date of medicine for otolaryngology and head and neck surgery. (2005)
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Tanokura M
  • 雑誌名: Prevention of presbycusis. (Kaga K ＆ Komune S (Eds).)(Sentan-iryogijutsu-kenkyusyo, Tokyo)(in Japanese) ページ: 110-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mitochondrial DNA mutations, oxidative stress and apoptosis in mammalian aging. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kujoth GC, Hiona A, Pugh TD, Someya S, Panzer K, Wohlgemuth S, Hofer T, Seo AY, Sullivan R, Jobling WA, Morrow JD, Van Remmen H, Sedivy JM, Yamasoba T, Tanokura M, Weindruch R, Leeuwenburgh C, Prolla TA.
  • 雑誌名: Science 309 ページ: 481-484
• [雑誌論文] Ototoxicity after use of neomycin eardrops is unrelated to A1555G point mutation in mitochondrial DNA. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Tsukuda K
  • 雑誌名: Journal of Otology and Laryngology 118 ページ: 546-550
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Purification and characterization of an aminopeptidase from Lactobacillus helveticus JCM 1004. (2004)
  • 著者名/発表者名: Pan D, Tanokura M
  • 雑誌名: Food Chem 88 ページ: 511-516
• [雑誌論文] Crystal structure of the terminal oxygenase component of biphenyl dioxygenase derived from Rhodococcus sp. strain. (2004)
  • 著者名/発表者名: Furusawa Y, Nagarajan V, Tanokura M et al.
  • 雑誌名: J Mol Biol 342 ページ: 1041-1052
• [雑誌論文] Backbone ^1H, ^<13>C, and ^<15>N resonance assignment of the N-terminal domain of human eRF1 (2004)
  • 著者名/発表者名: Oda Y, Muramatsu T, Yumoto F, Ito M, Tanokura M
  • 雑誌名: J Biomol NMR 30 ページ: 109-110
• [雑誌論文] Cloning, purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis of acylphosphatase from Pyrococcus horikoshii. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyazono K, Kudo N, Tanokura M
  • 雑誌名: Acta Crystal 60 ページ: 1135-1136
• [雑誌論文] Common mechanism of ligand recognition by Group-II/III WW. domains-Redefining their functional classification (2004)
  • 著者名/発表者名: Kato Y, Nagata K, Takahashi M et al.
  • 雑誌名: J.Biol Chem 279 ページ: 31833-31841
• [雑誌論文] Caloric restriction suppresses apoptotic cell death in the mammalian cochlea and leads to prevention of presbycusis.
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Weindruch R, Prolla TA, Tanokura M
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The role of mtDNA mutations in the pathogenesis of age-related hearing loss in mice carrying a mutator DNA polymerase γ.
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Kujoth GC, Pugh TD, Weindruch R, Tanokura M, Prolla TA
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role of mitochondrial dysfunction and mitochondrial DNA mutations in age-related hearing loss.
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Someya S, Yamada C, Weindruch R, Prolla TA, Tanokura M
  • 雑誌名: Hearing Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mechanisms of noise-induced hearing loss indicate multiple methods of prevention.
  • 著者名/発表者名: LePrell CG, Yamashita D, Minami SB, Yamasoba T, Miller JM
  • 雑誌名: Hearing Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Caloric restriction suppresses apoptotic cell death in the mammalian cochlea and leads to prevention of presbycusis.
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Weindruch R, Prolla TA, Tanokura M
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The role of mtDNA mutations in the pathogenesis of age-related hearing loss in mice carrying a mutator DNA polymerase γ.
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Kujoth GC, Pugh TD, Weindruch R, Tanokura M, Prolla TA
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Role of mitochondrial dysfunction and mitochondrial DNA mutations in age-related hearing loss.
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Someya S, Yamada C, Weindruch R, Prolla TA, Tanokura M
  • 雑誌名: Hearing Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanisms of noise-induced hearing loss indicate multiple methods of prevention.
  • 著者名/発表者名: LePrell CG, Yamashita D, Minami SB, Yamasoba T, Miller JM
  • 雑誌名: Hearing Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Caloric restriction suppresses apoptotic cell death in the mammalian cochlea and leads to prevention of presbycusis.
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Weindruch R, Prolla TA, Tanokura M
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging (in press)
• [雑誌論文] The role of mtDNA mutations in the pathogenesis of age-related hearing loss in nmice carrying a mutator DNA polymerase γ.
  • 著者名/発表者名: Someya S, Yamasoba T, Kujoth GC, Pugh TD, Weindruch R, Tanokura M, Prolla TA
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging (in press)
• [雑誌論文] Role of mitochondrial dysfunction and mitochondrial DNA mutations in age-related hearing loss.
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Someya S, Yamada C, Weindruch R, Prolla TA, Tanokura M
  • 雑誌名: Hearing Research (in press)
• [雑誌論文] Mechanisms of noise-induced hearing loss indicate multiple methods of prevention.
  • 著者名/発表者名: LePrell CG, Yamashita D, Minami SB,,,, Yamasoba T, Miller JM
  • 雑誌名: Hearing Research (in press)
• [雑誌論文] Ebselen prevents noise-induced excitotoxicity and temporary threshold shift.
  • 著者名/発表者名: Yamasoba T, Pourbakht A, Sakamoto T, Suzuki M
  • 雑誌名: Neuroscience Letters (in press)
• [図書] 耳鼻咽喉科・頭頚部外科学の最新医療:老人性難聴の予防 (2005)
  • 著者名/発表者名: 染谷慎一, 山岨達也, 田之倉優
  • 出版者: 先端医療技術研究社