| 研究課題/領域番号 |
19K07280
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立循環器病研究センター |
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研究代表者 |
浦崎 明宏 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (40550083)
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| 研究分担者 |
中川 修 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (40283593)
渡邉 裕介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20562333)
劉 孟佳 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 流動研究員 (50826922)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 脈管 / 発生 / ゼブラフィッシュ / マウス / 遺伝性出血性末梢血管拡張症 |
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| 研究実績の概要 |
動脈・静脈・リンパ管は解剖学的に独自のネットワークを別々に形成する。異なる脈管同士が接触して接続（吻合）・並走することが、脊椎動物の発生にどのような重要性を持っているのかについては明らかになっていない。本研究では、動脈・静脈・リンパ管ネットワーク形成における異なる脈管と脈管の相互作用の果たす役割およびその分子機構を明らかにすることを目的としている。
まず、様々な種類の脈管（動脈、静脈、リンパ管）を区別して生きたまま観察できるゼブラフィッシュ系統を作製した。さらに、血管でGFPを、血球でDsRedを発現する系統を作製し、発生過程の血管構造と血流の有無を同時に可視化出来るようにした。また、これまで初期の肝臓血管形成を生きたまま観察することは困難であったが、独自の系統を用いることにより可視化することに成功した。
次に、遺伝学的および発生学的な解析が容易なゼブラフィッシュを用いて、脈管間の相互作用に関わる因子の同定を試みた。BMP-ALK1シグナルの構成因子であるAcvrl1のノックダウンにより脳における動静脈奇形（動脈と静脈が毛細血管を介さずに直接繋がる血管異常）や肝血管低形成が、Eng ノックダウンにより脳出血が生じることを見出した。ACVRL1とENGは、遺伝性出血性末梢血管拡張症（オスラー病）の原因遺伝子として知られている。オスラー病は、動静脈奇形や出血を特徴とするが、その発症過程や分子メカニズムには不明な点が多い。本研究により、脈管間相互作用の基本原理が細胞・分子レベルで解明され、この脈管病の病態の理解に繋がれば、発生学・遺伝学への学術的な影響を与えるだけでなく、医学分野にも重要な波及効果が期待できる。
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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
様々な脈管（動脈・静脈・リンパ管）や血球を可視化できるゼブラフィッシュ系統の構築は順調に進んだ。脈管間相互作用関連因子の機能解析においては、BMP-ALK1シグナルの構成因子（acvrl1およびeng）のノックダウンにより脳・肝臓における血管形成異常を見出すことが出来た。現在、これら遺伝子の変異体を作製しており、今後は変異体を用いた表現型解析を行う予定にしている。昨年、所属研究所の引越があり、一時的に実験を停止さぜるを得ない期間もあったが、想定内であり、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、変異体を用いた表現型解析、哺乳類における脈管間相互作用の意義の検討を進める予定となっている。新型コロナウイルス感染拡大防止のため、当研究所のマウス飼育施設の出入りが制限され、マウス実験は停止せざるを得ない状況になっている。ゼブラフィッシュを用いた実験を優先し、脈管間相互作用関連因子の機能解析、異なる脈管の相互作用の分子機構の解析を進めたいと考えている。当初、脈管間相互作用関連因子として多くの可能性が想定されていたが、BMP-ALK1シグナルの構成因子が脳・肝臓における血管形成に重要な役割を果たしていることを示唆する結果を得た。今後はBMP-ALK1シグナルの構成因子の脳・肝臓の脈管形成における役割を中心に研究を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は系統作製および脈管間相互作用関連因子の同定を中心に研究を行った。発生学的な解析がまだ十分に行われていないために、次年度使用額が生じた。
今後は、変異体を用いた表現型解析、細胞挙動解析、遺伝子発現解析を行い、脈管発生における脈管間相互作用の意義の検討を行い、病態の発症過程や分子機構の解明を目指す予定である。
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