| 研究課題/領域番号 |
20K21434
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
寺北 明久 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30212062)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | 動物オプシン / 光遺伝学 |
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| 研究実績の概要 |
エクソソームは、ガン細胞から分泌されることに加え、多様な通常組織の細胞からも分泌されることが知られており、エクソソームが細胞間や組織間のコミュニケーションに利用されている可能性が非常に注目されている。本研究では、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）によるエクソソーム分泌制御を光感受性GPCRである動物オプシンを用いた光遺伝学により解明するとともに、エクソソーム分泌制御の光遺伝学ツールを、動物オプシンを用いて創生することをめざす。
今年度は、複数種類のオプシンそれぞれを培養細胞（HEK293細胞、COS1細胞、Neuro2A細胞）に発現させ、その培養細胞における光照射によるエクソソーム放出制御について、エクソソームマーカーの「量」を指標にして解析した。
興味深いことに、Gi/Go型Gタンパク質を介してcAMPの減少を光依存的に引き起こすことが知られている脊椎動物の視覚のオプシンを発現している培養細胞と、光依存的にcAMPの同様の減少を引き起こすことが知られている脊椎動物の視覚以外で機能するオプシン（非視覚オプシン）を発現している培養細胞を比較すると、エクソソームの分泌量の光依存的な変化（増減）は、逆方向であることを見出した。すなわち、GPCRによるエクソソーム分泌量は、二次メッセンジャーではなく、オプシンが活性化するGタンパク質の種類により制御されている可能性が考えられた。次年度において、それぞれのオプシンがどのようなGタンパク質を活性化するのかについて、詳細な解析を行うことにより、GPCRによるエクソソーム分泌制御の一端が解明できると考えられる。
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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
複数種類のオプシンをそれぞれ発現させた培養細胞を比較すると、光刺激により同じ二次メッセンジャーが同じような変化を示しているにも関わらず、エクソソームの分泌量の変化の方向（増加、減少）が逆である可能性を発見した。このことは、エクソソームの制御は、二次メッセンジャーではなく、Gタンパク質が直接関わる可能性が示唆され、エクソソームの分泌制御機構と光遺伝学的制御の両面において、非常に有用な知見であると自己評価できる。従って、概ね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度の発見に基づいて、エクソソームの分泌制御方向が異なったオプシンがどのようなGタンパク質を活性化するのかについて、網羅的な解析を行う。さらに、複数種類の他のオプシンについても、エクソソームの分泌制御方向と活性化するGタンパク質の種類を関連付け、エクソソーム分泌の増加・減少の制御がどのようなGタンパク質により制御されるのかを明らかにするための解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度当初、動物オプシンによるエクソソーム分泌制御について、「量」的な解析と「質」的な解析を行う予定であった。しかし、量的な解析を行った段階において、エクソソームの調節が二次メッセンジャーではなくGタンパク質の種類により調節されている可能性を見出した。この発見を確認・発展させるための実験を行ったために、エクソソームの質的な解析を延期した。翌年度は、Gタンパク質による制御を踏まえてエクソソームの質的な解析を行うため、翌年度分として請求した助成金と合わせて使用する計画である。
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