| 研究課題/領域番号 |
21K06255
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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44040:形態および構造関連
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| 研究機関 | 昭和大学 |
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研究代表者 |
茶谷 昌宏 昭和大学, 歯学部, 講師 (80628628)
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| 研究分担者 |
高見 正道 昭和大学, 歯学部, 教授 (80307058)
畔津 佑季 昭和大学, 歯学部, 助教 (00812190)
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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 |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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 | メダカ / 鰭 / 器官形成 / 破骨細胞 / 鰭条骨 / 形態形成 / 未知細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
器官同士の相対的なプロポーションを維持して成長するには細胞外マトリクスを「作るだけでなく壊すこと」も重要だが細胞がどうやって壊すかわかっておらず、硬い骨と周囲の軟組織が歪まずに同調して成長するメカニズムは未解明である。申請者は骨を壊す破骨細胞を蛍光タンパク質で標識した遺伝子組換メダカを作製し、最近、メダカの鰭（ひれ）において破骨細胞マーカーを発現するが骨には接着しない、発生学において存在も機能も未知の細胞を発見した。本研究では、この未知細胞の機能を明らかにすることを目的とする。本研究を通して、骨の形態形成における新しい概念を構築し、関連する疾患の原因解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
個体が成長する際、組織は作るだけでなく壊すことも重要である。本研究では骨を壊すことで知られている破骨細胞を蛍光タンパク質で標識した、酒石酸抵抗性酸ホスファターゼの遺伝子改変メダカの鰭（ひれ）に着目している。
鰭に出現する蛍光タンパク質陽性の細胞を孵化後から経時的に調べたところ発生過程で分布のパターンが認められた。また、この局在は酒石酸抵抗性酸ホスファターゼの内在性発現の部位と一致した。破骨細胞分化関連因子の遺伝子欠損メダカを作製、解析したところ鰭に存在するそれらの細胞の分化に変化が生じたため、鰭に存在する細胞は破骨細胞と類似した分化過程を経ることが示唆された。今回新たに複数の特異的分子阻害薬の投与を検討した結果、一部の薬剤ではこれらの細胞に細胞死を誘導することが示唆された。この薬剤が細胞の生存や増殖にどのように関与するかを現在検討している。また今回、鰭に存在する酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ陽性の細胞を特異的かつ誘導的に除去する遺伝子改変動物を新たに作製した。この動物をライン化できたことで、この細胞を遺伝学的かつ薬理学的に除去した状態で、周囲組織に生じる変化を詳細に調べることが可能となり、発生過程におけるこの細胞の機能を推察する予定である。本研究を通して、硬組織の形態形成に関する新しいメカニズムを探索する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
特定の細胞の機能を明らかにあるためには、その細胞を特異的に除去する必要性がある。今回、遺伝子改変技術を用いて、細胞を除去する実験系を新たに確立しており、それによって、この細胞の機能を推定することが可能になった。
細胞を除去する系に関しては、作製した遺伝子改変動物の発現量の強弱によって、効能が変わってくるため複数系統を作製する必要があり時間を要したが、特定の細胞を特異的に、且つ、十分な発現量を維持する系統の確立に成功したと考えている。このラインを用いて、細胞除去に最適な条件の検討を予定している。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たに作製した遺伝子改変動物を用いた細胞の除去実験を行う。細胞を除去したことによってどのような変化が生じるかを組織学的解析や遺伝子発現解析で詳しく調べる。具体的には、血管、骨、神経などの周囲組織に関して遺伝子改変動物を用いて調べる。また特異的抗体を用いた免疫染色等を行い詳細を観察する。
一部の特異的分子標的薬が細胞に作用したことから、他の作用しなかった特異的分子標的薬との違いを考察し、細胞の機能にどのような分子が関与しているのかメカニズムの詳細を探索する。
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