メカノセンサーPiezo1-JunBシグナルが制御する血管リモデリング機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号	22K06905
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48040:医化学関連
研究機関	金沢医科大学
研究代表者	吉冨泰央金沢医科大学, 医学部, 講師 (80399039)
研究分担者	池田崇之金沢医科大学, 医学部, 教授 (00374942) 高辻英仁 (齋藤) 金沢医科大学, 医学部, 助教 (40768959) 米倉秀人金沢医科大学, 医学部, 教授 (80240373)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円) 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円) 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円) 2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード	血管新生 / JunB / 血管リモデリング / 神経-血管相互作用
研究開始時の研究の概要	発生期の原始血管は神経にガイダンスされて神経と並走した分岐パターンを形成し、成熟した血管ネットワークを構築していく。この過程には神経からのVEGFやCXCL12の関与に加えて、血管内皮細胞でのJunBの誘導が必要であることが明らかとなっているが、神経と血管の接触後の血管リモデリングのメカニズムは不明である。本研究では、我々がこれまでに明らかにした神経との接触により血管内皮細胞で活性化されるPiezo1-JunBシグナル伝達に着目して、神経との接触シグナルがJunBを介してどのように血管内皮細胞に作用し血管リモデリングを介して神経との並走へ導くのか、そのメカニズムの解明を目指す。
研究実績の概要	発生期における血管発生は血管のない組織内への新しい血管網構築の過程でありこのプロセスの解明は再生医療へつながることが期待されている。血管発生のプロセスのうち、特に末梢の血管構造の構築には末梢神経との相互作用が重要であることが示されており、原始血管叢がリモデリングの後、神経線維のガイドに沿って並走することで血管ネットワークが構築されていく。この過程には、VEGFやCXCL12などの神経由来の血管誘導因子が液性因子として関与していることが明らかになっている。しかし、神経と血管が接触する際に、血管内皮細胞がどのようなシグナル伝達を通じて血管を神経線維に沿った形にリモデリングし、神経と並走するのかの詳細はまだ解明されていない。マウスを用いた我々のこれまでのin vivoでの研究で、神経と血管が直接接触することにより、血管内皮細胞にJUNBを発現誘導し、血管内皮細胞の運動能を活性化すること、さらに血管内皮細胞のtip細胞への変換を通して神経と並走することを明らかにしてきた。しかし、神経と接触するときの血管内皮細胞側の膜受容体が何であるのかはまだ不明である。本研究ではこの過程に関わる受容体分子を同定し、その後に引き続くシグナル伝達系を明らかにし、複数の実験系で確認実験を行った。さらに、マウス新生児へのレンチウイルス導入方法の確立も並行して行なった。今後はマウスin vivoでの血管発生モデルを用いて解析し、JunBを介した血管リモデリング機構の分子背景を明らかにしていく予定である。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由当初予定していた遺伝子改変マウス作製のためのベクター構築に予想外に時間を要しているため。並行して予備実験を進めていたマウス個体へのレンチウイルスinjectionによる脈管解析系がうまく機能していることから、in vivo解析をレンチウイルスを用いた方法に変更した。
今後の研究の推進方策	JunBの転写活性をリアルタイムで追跡できるJunBプロモーター連結GFPを発現する血管内皮細胞、および同定した受容体分子をノックアウトした血管内皮細胞を樹立しており、この細胞系を利用してこれまで明らかにしてきたカルシウムシグナル伝達系の阻害剤やメディエーター分子のノックアウト等を行うことで因果関係を明らかにする。また、レンチウイルスをマウス新生児へインジェクションすることで血管内皮細胞に遺伝子導入できることが検証できたことから、この系を用いてin vivo脈管の高次構造の構築過程でJunBが果たす役割を明らかにする。