| 研究課題/領域番号 |
23K05400
|
|---|
| 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40040:水圏生命科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
|---|
研究代表者 |
古川 亮平 慶應義塾大学, 文学部(日吉), 准教授 (90458951)
|
|---|
| 研究分担者 |
田口 瑞姫 慶應義塾大学, 文学部(日吉), 助教 (20880462)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
|
|---|
| キーワード | 棘皮動物イトマキヒトデ / 変態 / 変態誘起バクテリア / 自然免疫 / シグナル伝達経路 / 遺伝子共発現ネットワーク / 変態誘導 / 棘皮動物 / イトマキヒトデ / トランスクリプトーム解析 / バクテリア刺激 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
変態現象にバクテリアが関与する動物種は多く、バクテリア刺激をキューとした変態制御の分子基盤を明らかにすることは、生態系の理解や生態発生学の発展に有用な知見となる。イトマキヒトデは、浮遊生活を送る幼生期から底生生活を送る成体に変態する際、固着基質表面に存在するバイオフィルムを必要とする。最近、この変態の開始にはバクテリア刺激によるレチノイン酸経路の活性化が必要であることが示唆された。そこで本研究では、イトマキヒトデの変態過程を網羅したトランスクリプトームデータを用いて、バクテリア刺激の直下で発現上昇する遺伝子群から、レチノイン酸経路を活性化する変態誘導シグナルを同定する。
|
| 研究実績の概要 |
棘皮動物イトマキヒトデは、浮遊生活を送る幼生期から底生生活を送る成体に変態する際、岩場などの固着基質表面に存在するバイオフィルムを必要とする。本研究では、先行研究で取得済みであるイトマキヒトデの変態過程を網羅したトランスクリプトームデータを用いて、バクテリア刺激の直下で発現上昇する遺伝子群から変態誘導シグナルを同定するものである。
昨年度、トランスクリプトーム解析及び各種阻害剤を用いた変態誘起アッセイにより、変態を誘起するバクテリアの認識を介してTLR-NFκB経路が活性化される必要があることが強く示唆された。一方、変態を阻害することが明らかになったTAK-242は、グラム陰性菌表面に存在するLPSの受容体、TLR4の選択的阻害剤である。しかし、LPSの投与のみでは変態を誘起できていないため、ヒトデにおけるTAK-242の標的分子が実際にTLR4のオーソログであるかはよくわかっていなかった。
そこで今年度はまず、TAK-242の阻害効果が哺乳類のTLR4の細胞内領域に存在するTIRドメインであることから、TAK-242の標的になりうる分子としてMyD88に着目した。MyD88は、TLRのアダプター分子としてTLRシグナル伝達経路に不可欠であり、NFκBの活性化を介して多数の炎症性遺伝子の活性化を調節する。MyD88の阻害剤存在下で変態が阻害できるか検証した結果、幼生は基質に全く固着できなくなることが明らかになった。さらに、MyD88の下流にはNFκB経路だけでなく、MAPK経路が存在することも知られているが、各種MAPKの阻害剤も変態を有意に阻害した。以上の結果から、変態のスイッチである基質への固着には、バイオフィルム認識を介したMyD88を起点とする自然免疫シグナルが必須であることが強く示唆された。
|
| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
変態の進行に重要な役割を果たしていると推測されたシグナル伝達経路の最上流の分子として、MyD88を特定することができた。変態開始のトリガーとしてバクテリアによる刺激を必要とする動物は多いが、その刺激によってMyD88を起点とする自然免疫シグナルが活性化されることを明らかにした成果は世界初である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
先行研究より、変態を開始する際、固着後にレチノイン酸経路が活性化されることがわかっている。実際、レチノイン酸の投与により、基質への固着なしに変態を誘起できる。これまでの成果によって、MyD88を起点としたNFκB経路およびMAPK経路が変態開始シグナルとして重要な役割を果たしていることが明らかになった。一方、これらのどの経路がレチノイン酸経路を活性化するのかは特定できていない。そこで、これまで変態を阻害することが明らかになった阻害剤の存在下でレチノイン酸を投与することにより、レチノイン酸経路の活性化に重要なシグナル経路が何かを検証する。
また、変態初期過程において、MyD88遺伝子やその転写産物が幼生のどの組織で強く発現しているか、in situ hybridizationや抗体を用いた免疫組織化学によって調べる。MyD88遺伝子はクローニング済みであり、in situ hybridization用のプローブは作製済みである。また抗体作製のための抗原としてHisタグ融合タンパク質を作製する予定であり、発現ベクターの構築にはすでに着手している。
|
