視細胞変性のオンセットと進展制御に関わる網膜内炎症環境の時空的な解析

• 研究課題/領域番号: 21K09693
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56060:眼科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邉 すみ子 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (60240735)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 網膜 / マウス / 変性 / 炎症 / マイクログリア / LC-MS / サイトカイン / 視細胞

研究開始時の研究の概要

本研究では、網膜をapical /basal方向に縦に貫くミューラーグリアにおいてサイトカインの放出に不均一性があるのか、特にプロセス先端付近で放出されるサイトカインの種類やタイミングが、神経節細胞側と視細胞側で異なるのか、について正常時、視細胞変性時、v-Ras発現-マイクログリア、加齢マウスにおいて、時間軸を追って検討を加え、その意義を明らかにする。

研究成果の概要

網膜内の微少炎症環境の不均一性について検討し、網膜内の炎症像を４次元的に把握することを目標とした。網膜内の局所特異的なタンパク発現を明らかにするために、網膜の特定の領域をレーザーマイクロダイセクションで切り出し、LC-MSで網羅的に同定し、網膜変性の時間軸でのタンパク発現の時空的変化を示した。複数の変性モデルを用いて、同様の検討を行い、同時に感度を上げる技術開発を行い、当初の20倍程度のタンパク質が同定できるようになった。マイクログリアと神経細胞の共培養系では、ライブセル解析システムを用いて細胞貪食を定量的に解析することが可能になり、様々な細胞種、条件下での検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

視細胞変性症は、糖尿病性網膜症、加齢黄斑変性症、網膜色素変性症などいずれも発症は加齢と強く関係し、この背景として、眼内での炎症サーキットの活性化が想定されるがその実体と分子機序、さらになぜ視細胞が選択的に変性していくのかは不明である。本研究により、網膜内で不均一な炎症像が観察されることが示され、炎症制御を時間軸とともに、空間的にも捉えて、標的を明確にして行う戦略につながる重要な手掛かりとなった。また、組織の切片を切り出してタンパク質を網羅的に同定する手法は、サンプル調整に高度な機器や技術も不要で汎用性が高いものである。

研究成果

• [国際共同研究] UCSF(米国)
• [雑誌論文] Downregulation of VEGF in the retinal pigment epithelium followed by choriocapillaris atrophy after NaIO3 treatment in mice. (2023)
  • 著者名/発表者名: Iwagawa Toshiro、Saita Kosuke、Sagara Hiroshi、Watanabe Sumiko
  • 雑誌名: Experimental Eye Research 巻: 234 ページ: 109598-109598
  • DOI: 10.1016/j.exer.2023.109598
  • 査読あり
• [雑誌論文] The histone <scp>H3K36</scp> demethylase Fbxl11 plays pivotal roles in the development of retinal late‐born cell types (2023)
  • 著者名/発表者名: Iwagawa Toshiro、Fukushima Masaya、Takeuchi Shigeru、Kawamura Yuichi、Aihara Yuko、Ozawa Manabu、Yakushiji‐Kaminatsui Nayuta、Aihara Makoto、Koseki Haruhiko、Suzuki Yutaka、Watanabe Sumiko
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: - 号: 7 ページ: 482-495
  • DOI: 10.1111/gtc.13028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of CRISPR/cas9 exon-skipping vector for choroideremia using human in induced pluripotent stem cell-derived RPE. (2023)
  • 著者名/発表者名: Iwagawa, T., Masumoto, H., Tabuchi, H., Tani, K., Conklin, B. R., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Journal of Gene Medicine 巻: 25 号: 2 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1002/jgm.3464
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Loss-of-function approach using the mouse retinal explants showed pivotal roles of Nmnat2 for early and middle stages of retinal development (2023)
  • 著者名/発表者名: Kuribayashi, H., Katahira, M., Aihara, M., Suzuki, Y., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell, 巻: 25 号: 3 ページ: 427-436
  • DOI: 10.1002/1873-3468.14537
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss-of-function approach using mouse retinal explants showed pivotal roles of Nmnat2 in early and middle stages of retinal development (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kuribayashi、Miku Katahira、Makoto Aihara、Yutaka Suzuki、Sumiko Watanabe
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 巻: 34(1) 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1091/mbc.e22-03-0078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone H3K36 demethylase Fbxl11 plays pivotal roles in development of retinal late-born cell types (2023)
  • 著者名/発表者名: Iwagawa, T., Fukushima, M., Takeuchi, S., Kawamura, Y., Aihara, Y., Ozawa, M., Ykushiji-Kaminatsui, N., Aihara, M., Koseki, H., Suzuki, Y., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] oles of CSF2 as a modulator of inflammation during retinal degeneration (2023)
  • 著者名/発表者名: Saita, K., Moriuchi, Y., Iwagawa, T., Aihara, M., Takai, Y., Uchida, K., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Cytokine 巻: 597 ページ: 427-436
  • DOI: 10.1016/j.cyto.2022.155996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Setd1a Plays Pivotal Roles for the Survival and Proliferation of Retinal Progenitors via Histone Modifications of Uhrf1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Deng Xiaoyue、Iwagawa Toshiro、Fukushima Masaya、Suzuki Yutaka、Watanabe Sumiko
  • 雑誌名: Investigative Opthalmology &amp; Visual Science 巻: 62 号: 6 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1167/iovs.62.6.1
  • 査読あり / オープンアクセス