| 研究課題/領域番号 |
16K20320
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
前川 有紀 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (30530456)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 細胞・組織 / 神経科学 / 発生・分化 / 再生医学 / 薬剤反応性 |
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| 研究実績の概要 |
緑内障や糖尿病網膜症など多くの視神経・網膜疾患において、網膜神経節細胞 (retinal ganglion cell; RGC)が障害されると、これによる視野や視力の障害を回復させる治療は現時点ではなく、神経保護療法や再生医療に期待が集まっているが、ヒトのRGCを得て研究することは容易ではなかった。その中でマウスやヒトの胚性幹細胞や人工多能性幹細胞 (induced pluripotent stem cell; iPS細胞)から立体的な網膜様組織を分化させる手法が近年発表された。この幹細胞由来の3次元網膜様組織は、視細胞、双極細胞、アマクリン細胞、RGCなどが胎生期の発生と類似したタイミングで分化し、眼胞・眼杯様の立体的構造を呈することが知られている。
これまでに、この幹細胞由来の3次元網膜様組織を用いて、RGCの軸索のみを選択的に伸長させる手法を確立し報告した。本研究では、更なる培養条件の最小化、最適化を試みることで、RGC軸索の伸長・維持に関連する因子を検討し、その下流因子の解析や阻害を行い、メカニズムを検証する。これまでに、分化RGCからの軸索伸長において、細胞外基質のラミニンが重要な役割を果たしていることを明らかにした。
また、生理・薬理学的検討に備えて、本手法の簡易化・一般化を図り、安定的に軸索伸長を誘導し、蛍光免疫染色を用いて詳細に形態を観察するプロトコールを作成した。一方で軸索伸長の定量的評価方法についても検討し、画像解析により2値化を行うことで染色を用いずに神経突起を明瞭に描出し、定量する手法をまとめた。
今後は、グリア系細胞を伴ってRGC軸索伸長を誘導する手法を確立し、グリア系細胞の分化とRGCとのクロストークを明らかにする。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
これまでに、幹細胞由来3次元分化網膜様組織の接着培養開始時における細胞外基質による接着や、分化RGCからの軸索伸長において、細胞外基質のラミニンが重要な役割を果たしていることを示し、更に伸長する神経突起の形態が細胞外基質により異なる傾向を示すことを明らかにした。また、神経突起伸長の定量的な評価を目的として、画像解析による2値化を用いた手法を検討した。一方で、幹細胞由来3次元分化網膜様組織から安定的にRGCの軸索伸長を誘導するプロトコールを作成した。
これらの結果について現在投稿準備中であるが、研究代表者の時間的制約などから、未だ投稿を完了できていない。
また他方で、網膜神経線維萎縮による臨床的な影響に関する評価を検討する側面から、網膜分離症における網膜の構造的変化と術後視力の関連性を検討し、分離の残存ではなく網膜菲薄化が視力予後に有意に関連することを明らかにした。更にRGCが障害される代表的疾患である緑内障の中で、ぶどう膜炎における血管新生緑内障において病勢に影響する因子を検討し、血管新生緑内障の活動性が高い場合に血管内皮増殖因子が高値であることを明らかにした。また、緑内障の臨床上最も重要な機能評価項目は視野検査であるが、新しい両眼開放下での静的視野検査を用いた評価に関して検討し、片眼性網膜疾患における網膜感度検査精度に影響する因子について明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
細胞外基質のうちラミニンが3次元分化網膜様組織の接着や分化RGCの神経突起伸長において重要であること、また神経突起の画像解析手法に関して結果をまと
め、投稿を完了する。
引き続き、分化RGCからの軸索伸長がラミニンによって誘導あるいは促進されるメカニズムを検討する。
また、幹細胞由来3次元分化網膜様組織の培養系により得られるグリア系細胞の分化と、各神経栄養因子や受容体の発現状態を解析し、グリア系細胞の分化およ
び分離を検討するとともに、RGC軸索伸長に対する作用を検討する方針である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）複数施設にわたる研究協力者との連絡・連携に想定以上に時間を要した。また、研究結果の解析等に使用していたコンピューターが破損したことによって研究に遅れが生じた。そのため当初計画どおりに研究を遂行することができず、期間延長が必要となった。
（使用計画）次年度は、研究協力者とより円滑に密にコミュニケーションをとり計画を推進する予定であり、研究協力者との会議、論文作成にかかわる資料やソフトウェアの購入、英文校正および論文投稿費用に使用予定である。
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