| 研究課題/領域番号 |
16K00541
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
保田 隆子 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任研究員 (40450431)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | メダカ胚 / 免疫組織化学 / 幹細胞 / 細胞増殖 / 網膜 / 脳 / 神経細胞 |
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| 研究実績の概要 |
これまでの一連の研究において、胚が透明で脳を可視化できるメダカ胚を利用して、中脳で観察されるミクログリアが放射線損傷によりアポトーシスを起こした神経細胞を取り込み、消化して除去する一連の貪食プロセスを電子顕微鏡による形態的解析、及びそれらの分布を3次元立体構築により空間的に明らかにししてきた。メダカは脳のサイズが小さいことから、脳全体で起こる事象を腑眼することができるモデル生物である。
この研究の中で、網膜においても放射線照射によって中脳視蓋より重篤な損傷が誘発されることを見出した。さらにメダカ胚網膜では孵化の時点でも神経組織の層構造に異常が残存しており、中脳視蓋の放射線損傷が孵化までに全て修復されるのと比較して修復が遅く、複雑な層構造が胚発生の早期に形成される網膜では、層構造の成熟が胚発生後となる中脳よりも損傷の除去に時間を要することを示唆するものであった。
本研究では、放射線損傷後、網膜、中脳視蓋、両組織に誘発されたアポトーシス細胞が除去された後の組織修復へ寄与する増殖細胞の分布を、免疫組織染色法により調べ、両組織で比較検討した。その結果、両組織共に幹細胞の存在領域に放射線の損傷が無いものの、非照射胚では盛んであった細胞増殖が停止していることを見出した。孵化時、眼、脳共にその大きさが非照射胚よりも小さいものの、正常に機能する組織として発生するための組織修復の戦略であると考えられた。
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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
本研究では、放射線損傷後、網膜、中脳視蓋、両組織に誘発されたアポトーシス細胞が除去された後の組織修復へ寄与する増殖細胞の分布を、免疫組織染色法により調べ、両組織で比較検討した。その結果、両組織共に幹細胞の存在領域に放射線の損傷が無いものの、非照射胚では盛んであった細胞増殖が停止していることを見出した。これまでの研究の中で、孵化の時点において、照射胚の網膜、脳の大きさが非照射胚よりも小さいことを報告している。本研究において、放射線による組織損傷が起こると、定常状態での胚発生の増殖を停止して組織損傷部位の修復を優先し、発生時の各組織の大きさは小さいものの、それらが正常に機能する組織となるよう、そのような戦略をとることを見出すことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
放射線損傷後の中脳、網膜における組織修復に関する組織学的な解析は順調に進行している。今後は、損傷部位を貪食除去するミクログリアの動態を詳細に調べるため、ミクログリア特異的に蛍光タンパク質が発現するトランスジェニックメダカを利用した脳全体でのライブイメージングから、放射線による損傷が重篤な網膜ではミクログリアの動態が中脳視蓋とどのように異なるのかを明らかにし、放射線損傷した層構造の修復過程を解明する。申請者は、メダカ胚の中脳視蓋において脳の１２，２４、４２時間後におけるそれぞれの時点でミクログリアの分布を調べてきたが、これらはミクログリアの一連の過程を観察したものではない。ミクログリア細胞特異的に蛍光タンパク質が発現するトランスジェニックメダカを用いた放射線損傷後の脳内におけるミクログリア細胞をライブイメージングすることにより、貪食が終了していつまでミクログリアの活性化が継続し、定常状態にどのように戻るのかを明らかにしていきたい。これらの研究結果は、発育中の脳全体における免疫細胞の放射線応答反応の全容解明に繋がることが期待される。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
損傷部位を貪食除去するミクログリアの動態を詳細に調べるため、ミクログリア特異的に蛍光タンパク質が発現するトランスジェニックメダカを利用した脳全体でのライブイメージングから、放射線による損傷が重篤な網膜ではミクログリアの動態が中脳視蓋とどのように異なるのかを明らかにし、放射線損傷した層構造の修復過程を解明する。ミクログリア細胞特異的に蛍光タンパク質が発現するトランスジェニックメダカを用いた放射線損傷後の脳内におけるミクログリア細胞をライブイメージングすることにより、貪食が終了していつまでミクログリアの活性化が継続し、定常状態にどのように戻るのかを明らかにする実験を次年度に行うため、次年度の使用額が生じている。
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