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貪食細胞が哺乳類網膜の再生に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 21K16885
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56060:眼科学関連
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

蒋池 かおり  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90792408)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードミュラーグリア / 網膜 / 増殖 / MMS / MNU / アルキル化剤 / 視細胞傷害 / 視細胞変性 / 再生 / 貪食
研究開始時の研究の概要

魚類のミュラーグリア(MG)は、網膜傷害時に脱分化・増殖し、神経細胞へ再分化して網膜を再生する。しかし哺乳類ではMGの増殖と娘細胞の生存が制限され再生しない。それらを制限するメカニズムは未だわかっておらず、哺乳類の網膜が再生しない根本的原因を解明する事が網膜の再生を成功させる上で必要不可欠である。これまでに申請者らは、視細胞変性モデルを用いて、MGが変性視細胞の大半を貪食すること、それを引き金としてMGの増殖が起きること、増殖をしても同時にDNA損傷応答を呈しMGが細胞死を起こすことを明らかにした。本研究ではその成果を発展させ、貪食細胞が哺乳類網膜の再生に及ぼす影響とそのメカニズムを解明する。

研究実績の概要

魚類などの下等脊椎動物のミュラーグリアは網膜傷害時に脱分化して増殖し、神経細胞に再分化して網膜を再生する。哺乳類のミュラーグリアでも同様な性質は報告されているが、神経細胞への再分化はごく僅かで網膜の再生には至らない。哺乳類のミュラーグリアの神経再生能が抑制されている要因は未だわかっておらず、申請者らは、傷害された哺乳類の網膜を再生させることを目的に、このミュラーグリアに注目している。
視細胞変性を誘導することで知られているアルキル化剤、sigma社製N-methyl-N-nitrosourea (MNU)(MNU-S)、Toronto Research Chemicals社製MNU(MNU-T)、Nacalai社製Methyl Methanesulfonate (MMS) をラットへ腹腔内投与し、それぞれの視細胞変性の程度とミュラーグリアの増殖応答について比較検討を行った。その結果、MMSを投与したラットではMNUを投与したラットよりも①錐体視細胞が長く生残すること、②ミュラーグリアの増殖応答が促進されること、③網膜傷害後、ミュラーグリアが分泌する神経保護因子として知られているLifの遺伝子発現が高いこと、④ミュラーグリアおよび傷害を受けた視細胞が分泌し、ミュラーグリアの増殖応答に関与することが報告されているFgf2の遺伝子発現が高いことを明らかにした。以上の結果から、MMSを投与したラットではLifによって錐体視細胞が保護され長く生残すること、桿体視細胞の方がミュラーグリアからの保護効果が弱いこと、生残した錐体視細胞あるいはミュラーグリア自身が分泌したFgf2がミュラーグリアの増殖応答を促進する可能性が示唆された。
また、申請者らはこれらの結果を纏めた論文の本年度中の投稿および受理を目指していたが、2024年1月にScientific Reports誌にて報告した。

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

昨年度立てた推進方策のうち、「3つの試薬による視細胞の傷害とミュラーグリアの増殖応答について令和5年度中の論文投稿および受理を目指す。」については、目標通り本年度中の報告を果たした。ミュラーグリアの増殖応答のメカニズムを解析する研究として、細胞死へと向かう桿体視細胞とミュラーグリアの増殖応答との関係に注目した報告はあるが、錐体視細胞に注目した報告は殆どない。本研究によって錐体視細胞によるミュラーグリアの増殖応答を制御するメカニズムが存在する可能性を見出したことは重要であり、その重要性を明らかにすることで網膜再生医療に寄与することを目指したい。また、「貪食細胞がミュラーグリアの増殖応答へ及ぼす影響」については、Fluorescence activated cell sorter (FACS)を用いてミクログリアを単離し、遺伝子発現の検討を行うための準備については予定通り進んでいることを勘案して、おおむね順調に進展していると評価できる。

今後の研究の推進方策

令和5年度の目標として、「3つの試薬による視細胞の傷害とミュラーグリアの増殖応答について令和5年度中の論文投稿および受理を目指す。」を掲げていたが、上述した通り本年度Scientific Reports誌での報告を果たした。また、「貪食細胞がミュラーグリアの増殖応答へ及ぼす影響」についてFluorescence activated cell sorter (FACS)を用いてミクログリアを単離し遺伝子発現の検討を行うための準備を進めている。
令和6年度では、以下のような推進方策を立てる。「貪食細胞がミュラーグリアの増殖応答へ及ぼす影響」について、傷害のない網膜と傷害後の網膜からミュラーグリアとミクログリアを単離し、どのような遺伝子発現をしているのかreal-time PCR法を用いて比較検討する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Effects of different alkylating agents on photoreceptor degeneration and proliferative response of Muller glia2024

    • 著者名/発表者名
      Nomura-Komoike Kaori、Nishino Reiko、Fujieda Hiroki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-50485-7

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell cycle-dependent activation of proneural transcription factor expression and reactive gliosis in rat Muller glia2023

    • 著者名/発表者名
      Nishino Reiko、Nomura-Komoike Kaori、Iida Tomohiro、Fujieda Hiroki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-50222-0

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Age- and cell cycle-related expression patterns of transcription factors and cell cycle regulators in Muller glia2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Maki、Sudou Norihiro、Nomura-Komoike Kaori、Iida Tomohiro、Fujieda Hiroki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 19584-19584

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23855-w

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ラットミュラーグリアにおける神経分化関連転写因子の発現と反応性グリオーシスは細胞周期依存性に活性化される2024

    • 著者名/発表者名
      西野玲子, 蒋池かおり, 飯田知弘, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      第10回東京女子医科大学・早稲田大学研究交流セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 視細胞変性後のミュラー細胞の細胞死とミクログリア/マクロファージの役割2024

    • 著者名/発表者名
      蒋池かおり, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      第129回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 視細胞変性に伴うミュラー細胞の増殖とミクログリアの関与による細胞死2023

    • 著者名/発表者名
      蒋池かおり, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      vision science forum2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Fgf2とミュラーグリアの増殖応答の関連性:アルキル化剤による比較2023

    • 著者名/発表者名
      蒋池かおり, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      第128回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 網膜Mullerグリアにおける転写因子発現と細胞周期の関連性2023

    • 著者名/発表者名
      加藤万季, 須藤則広, 蒋池かおり, 飯田知弘, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      第128回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 視細胞変性とMullerグリアの増殖性応答の時間的関連性:アルキル化剤による比較2022

    • 著者名/発表者名
      蒋池かおり, 西野玲子, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      第127回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 網膜傷害後の Muller グリアの増殖とグリオーシス、変性細胞の除去にはフォスファチジルセリンの認識と Rac1 の活性化が関与する2021

    • 著者名/発表者名
      蒋池かおり, 藤枝弘樹
    • 学会等名
      第14回 Retinal Research Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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