| 研究課題/領域番号 |
21K06180
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44010:細胞生物学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
政池 知子 東京理科大学, 創域理工学部生命生物科学科, 准教授 (60406882)
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| 研究分担者 |
池上 浩司 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (20399687)
中江 進 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (60450409)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 粘液繊毛輸送 / 気管繊毛 / 繊毛軸糸 / 繊毛運動 / 三次元 / 粘液流 / 繊毛打 / キチン / パパイン / 喘息 / プロカテロール / cAMP-PKAシグナル伝達 / 気管繊毛運動 / 呼吸器疾患 / セミインタクト細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は喘息などに代表される呼吸器疾患の病態を解明し、治療や創薬に役立てることを目標とする。そのため、マウスの気管を半円筒形状に調製し、光学顕微鏡下で観察する。これにより発症・回復メカニズムの解明につながる知見を得ることを目指している。具体的には、上皮細胞に生えている繊毛の運動を動画撮影するのと並行して、発生する周辺の液体の流れを水中のビーズの動きとして計測する。さらに、異物微粒子の排出計測も行い、液流形成や異物排出に重要な繊毛運動の要素を探る。
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| 研究成果の概要 |
呼吸器疾患の解明は現代の重要な課題である。本研究ではアレルギー関連微粒子がマウス気管の粘液繊毛輸送に与える影響を評価した。まず、プロテアーゼであるパパインは細胞傷害を引き起こし、ATPの漏出により繊毛運動周波数を低下させ、液流の流速低下をきたす。さらに、パパインによる内部構造の破壊が起こると、ATPを補充しても繊毛運動が回復しなくなる。次に、卵白アルブミンを投与すると、アレルギー反応により粘液繊毛輸送機能が低下する。最後に、不定形の蛍光標識キチンは輸送速度が小さく気管上皮繊毛の上に堆積するが、溶液の粘性が高いと沈降速度が低下することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
気管内腔と上皮内部の両側からアレルギーの原因物質が接触した場合に気管上皮に構造・機能的にどのような影響が起こるかを評価する実験系を構築することができた。この研究により微粒子の輸送速度、繊毛運動の三次元パラメーター、アレルギーの関係が明らかになる。本研究においては、直接的な細胞傷害は繊毛の脱離や運動性の低下を引き起こし、アレルギー反応も粘液繊毛輸送を低下させることが示唆された。一方、cAMP-PKAシグナル伝達経路の活性化は繊毛運動の速度と振幅を増加させるため、プロカテロールなど本シグナル伝達を活性化させる薬剤は液流形成能を向上させる効果があるのではないかと推察される。
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