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2021 年度 実施状況報告書

眼球伸長におけるFGF10と紫光Opsin5システムの機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K21655
研究機関岡山大学

研究代表者

大内 淑代  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00253229)

研究分担者 藤田 洋史  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (20423288)
佐藤 恵太  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (80725622)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2024-03-31
キーワードオプシン5 / Opn5 / 眼球成長 / 紫外光 / 近視 / Fgf10
研究実績の概要

本研究では、眼球が前後軸に伸長することが原因となる軸性近視の病態を解明するために、環境因子として紫外光受容光受容体オプシン5 (Opn5)、遺伝因子としてFgf10に着目している。令和3年度は、ヒト組織を用いたOPN5の局在研究を進めた。まず、計画していたRNAscope法にてOPN5 mRNAの検出を試みた。新規にデザインしたOPN5プローブ、陽性対照であるPPIBプローブを、国際共同研究により入手できたヒト延髄に対して反応させRNAscope法を行った。その結果、PPIB mRNAは検出できたがOPN5は検出できなかった。そこで、ヒトOPN5の一部の精製蛋白を抗原とした新規抗体を用いて、ヒト延髄ほか6カ所の脳組織におけるOPN5蛋白質の局在を調べた。これら脳組織いずれにおいても一部の細胞にOPN5陽性シグナルを得た。次に、OPN5陽性視床下部細胞の細胞型同定を試みたところ、OPN5とプロスタグランジンE受容体3とが共局在する細胞が存在した。今後、適切な保存状態のヒト眼球を得てOPN5の局在を明らかにする。昨年度より条件検討してきたSABER-FISH法は、メダカ組織でOpn5 mRNAの検出に成功しほぼ確立できたため、他動物組織での検討を行っている。本研究計画では、ヒトiPS細胞を用いて眼球伸長の分子機構を解明する。関連研究として、ヒトiPS細胞より作製した先天性網膜変性疾患のモデル細胞の病態解析を継続し、酸化ストレスの関与した細胞死による形状異常を見出した。Opn5 GPCRシグナル系に関連して、ヒト培養細胞HEK293T細胞を用いてOpn5とGqとの共役を明らかにした。後方への急激な眼球伸長を伴う病的近視において、網膜色素変性症(RP)を伴うことがあり、関連研究として、日本人に多い常染色体潜性RPの原因遺伝子であるEys欠損メダカを作製し解析を行った。

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

令和3年度計画として、Fgf10+/-ヘテロ接合体マウスを用いて、若年マウスへの紫光照射で眼軸伸長が抑制されるか検証実験を行う予定であった。しかし、Fgf10+/-ヘテロ接合体マウスの繁殖に遅れを生じたため、上述の組織学的解析に注力した。依然としてコロナ禍等の影響のため海外製品・試薬の納入に遅れが生じたが、可能な実験から遂行してきており、概ね研究は順調に進んでいると判断した。

今後の研究の推進方策

令和4年度は、(1)Fgf10発現低下マウスを用いた実験、(2)ヒト組織を用いたOpn5とFgf10の局在研究を進める。(1)では、Fgf10+/-ヘテロ接合体マウス眼球の組織学的解析、若年マウス眼球組織における紫光照射の影響について解析を行う。(2)については、今回ヒト組織で利用可能なことが確認できたOPN5抗体を用いて、免疫組織化学法を行う。適切な保存状態のヒト眼球を得てOPN5蛋白質の局在を明らかにする。さらに、SABER-FISH法を用いて、OPN5とFGF10のmRNA局在解析を行い各細胞の型を同定する。

次年度使用額が生じた理由

海外より購入する試薬等の納入遅延が積み重なり次年度へ研究をまわさざるを得ない事態が生じた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] Dept. Pathol./Oulu Univ. Hosp./Oulu Univ.(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Dept. Pathol./Oulu Univ. Hosp./Oulu Univ.
  • [国際共同研究] Ecol. Genet. Res. Unit/Fac. Sci./Univ. Oulu(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Ecol. Genet. Res. Unit/Fac. Sci./Univ. Oulu
  • [国際共同研究] Ctr. Life Crs. Health Res./Fac. Med./Univ. Oulu(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Ctr. Life Crs. Health Res./Fac. Med./Univ. Oulu
  • [雑誌論文] Toll signalling promotes blastema cell proliferation during cricket leg regeneration via insect macrophages.2022

    • 著者名/発表者名
      Bando T, Okumura M, Bando Y, Hagiwara M, Hamada Y, Ishimaru Y, Mito T, Kawaguchi E, Inoue T, Agata K, Noji S, Ohuchi H
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 ページ: dev199916

    • DOI

      10.1242/dev.199916

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amino acid residue at position 188 determines the UV-sensitive bistable property of vertebrate non-visual opsin Opn5.2022

    • 著者名/発表者名
      Fujiyabu C, Sato K, Nishio Y, Imamoto Y, Ohuchi H, Shichida Y, Yamashita T.
    • 雑誌名

      Commun Biol.

      巻: 5 ページ: 63

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03010-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] UCP1 expression in the mouse adrenal gland is not upregulated by thermogenic conditions.2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita H, Habuta M, Hattori T, Kubota S, Kumon H, Ohuchi H
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 566 ページ: 184-189

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.013

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒト脳組織におけるオプシン5局在同定の試み2022

    • 著者名/発表者名
      大内淑代、佐藤恵太、宮石智、七田芳則、山下高廣、Hannu Tuominen, Seppo Saarela, Markku Timonen
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [学会発表] Generation of KCNJ13-deleted human iPS-derived retinal pigment cells to study the pathogenesis of Leber congenital amaurosis 16  レーバー先天性黒内障16病態モデルiPS-RPEの作製と解析2021

    • 著者名/発表者名
      神崎勇希、藤田洋史、佐藤恵太、細川海音、松前洋、白神史雄、森實祐基、大内淑代
    • 学会等名
      第61回日本先天異常学会学術集会
  • [学会発表] 小型魚類メダカを用いた網膜色素変性症原因遺伝子eyes shut homologの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵太、Liu Yang、山下高廣、大内淑代
    • 学会等名
      第76回日本解剖学会中国・四国支部学術集会
  • [学会発表] 脊椎動物の光受容タンパク質Opn5の特徴的な分子特性に関わるアミノ酸残基   Identification of the amino acid residue responsible for UV-sensitive bistable property of vertebrate non-visual opsin Opn52021

    • 著者名/発表者名
      藤藪千尋、佐藤恵太、今元泰、大内淑代、七田芳則、山下高廣
    • 学会等名
      第92回日本動物学会オンライン米子大会
  • [学会発表] マウス副腎におけるUCP1の発現は寒冷刺激により上昇しない  UCP1 expression in the mouse adrenal gland is not upregulated by thermogenic conditions2021

    • 著者名/発表者名
      藤田洋史、土生田宗憲、服部高子、久保田聡、公文裕己、大内淑代
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会(MBSJ2021)
  • [学会発表] メダカ網膜における細胞外マトリックスタンパク質eyes shut homologの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵太、Liu Yang, 山下高廣、大内淑代
    • 学会等名
      第92回日本動物学会オンライン米子大会

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公開日: 2023-12-25  

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