| 研究課題/領域番号 |
16K07370
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
内川 昌則 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (80346147)
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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 | 内耳 / Sall4 / Sox因子 / 転写制御因子群 / エンハンサー / 感覚器原基 / 胚発生 / 細胞分化 |
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| 研究実績の概要 |
感覚器である耳、鼻、眼は、共通原基である頭部外胚葉から形成される。本研究では、転写制御因子群「SOX転写因子とそのパートナー因子」の機能に着目して、頭部外胚葉から感覚器原基が特異化される機構を解明することを目的とする。その機構を駆使した感覚器細胞のプログラミングを目指す。
本年度は、特に内耳におけるSOX因子とSall4のin vivoにおける作用を解析した。ChIP-qPCR解析を行った結果、Sall4は内耳特異的エンハンサーOtic1および、嗅上皮・内耳特異的エンハンサーNOP1/2にin vivoで結合していることが示された。グループE SoxであるSOX8/9についても、両エンハンサーへのin vivoでの結合が示された。またその機能を阻害するために、RNAi発現ベクターを予定内耳原基領域を含む頭部外胚葉に遺伝子導入して、それぞれの転写制御因子の発現を阻害した。その結果、cSall4の発現を内耳原基で阻害するとOtic1およびNOP1/2エンハンサーの内耳原基での活性は阻害された。
以上のことから、in vivoにおいても内耳原基におけるOtic1およびNOP1/2エンハンサーの活性には、Sall4とSOX因子による協調的な作用が必須であると考えられる。SOX因子については、それぞれ個々に阻害する場合と組合せによる阻害を現在行っている。
感覚器の共通原基である頭部外胚葉に、内耳原基の形成に必須な転写制御因子群の強制発現を行い、異所的な内耳原基の誘導を試みている。Sall4とSOX因子、Otic1エンハンサー解析から見つかったもう一つの因子の組合せを試みている。また内耳発生に必須な分泌因子についても検討して、細胞分化の操作を試みたいと考えている。
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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
本年度の研究によって、in vivoにおけるSall4とSOX因子の役割を明らかにすることができた。特にニワトリ胚の組織を用いて、ChIP-qPCR解析を行うことができるようになった。この技術を用いれば、将来的には胚組織を用いてChIP-seq解析を行い、ゲノム全般の解析が可能になり、内耳形成に関わる転写制御因子群の役割をより詳細に解析できる。当初予定してた幹細胞を用いた転写制御因子の標的遺伝子の同定を、胚組織を用いて行うことも可能になる。
また平成30年度の研究計画である頭部外胚葉における感覚器細胞の積極的な誘導実験についても、その方法を確立しつつある。タモキシフェンによるCreERの機能誘導を用いて、時期特異的に異所的に遺伝子発現を誘導することを既に行っている。この方法によって、特に内耳原基細胞の誘導を試みる予定である。転写抑制因子の影響も考慮しながら、感覚器の共通原基である頭部外胚葉で、転写制御因子群による感覚器原基、特に内耳原基の誘導を行う条件を探索したい。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までの進捗状況から、計画にそって推進する。
これまでの解析から、特に内耳原基を頭部外胚葉に積極的に誘導する。
頭部外胚葉→嗅上皮・内耳プラコード→内耳プラコード→内耳感覚神経上皮細胞→有毛細胞と細胞を遷移させ、効率的に内耳有毛細胞を発生させられるかどうか検討する。特に内耳プラコード段階の細胞を単離することで、その後の発生は自立的に進む可能性がある。これまで解析してきた内耳原基特異的エンハンサーOtic1エンハンサーの制御機構に着目して解析を進める。
感覚器の共通原基である頭部外胚葉の細胞分化を操作する。転写制御因子群および抑制因子を考慮しながら、細胞分化を操作する。エピジェネティックな制御の関与も考慮する。
これらをできるだけニワトリ胚を用いて、in vivoで遂行していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は、消耗品などの物品費が予定より上回ったが、前年度の繰り越し金でまかなうことができた。旅費についても国内学会のうち、一つは近距離で行われたので、予定より節約することができた。そのため次年度使用額が生じた。
次年度の研究計画に大きな変更はないので、前年度の繰り越し金も含め、当初の計画通りに使用する。消耗品などの物品費を中心に使用していく予定である。次年度は特にニワトリ受精卵を多く使用する予定であるが、購入先が次年度から変更になり、購入費用も若干高くなる可能性があるので、前年分の研究費も合わせて対応していきたいと考えている。
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