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2014 年度 実施状況報告書

聴神経再生治療を志向した骨髄由来間葉系幹細胞から聴神経分化誘導の高効率化

研究課題

研究課題/領域番号 24592567
研究機関北海道医療大学

研究代表者

下村 敦司  北海道医療大学, 心理科学部, 教授 (50340237)

研究分担者 向後 晶子  群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20340242)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード骨髄由来間葉系幹細胞 / グルタミン酸作動性ニューロン / 感音性難聴 / 聴神経 / 再生治療
研究実績の概要

Ptf1a及びPax2は、GABA作動性ニューロンへの分化運命を決定づける転写因子である。骨髄由来間葉系幹細胞(以下BMSCとする)から効率よく聴神経、すなわちグルタミン酸作動性ニューロンを得るには、この分化過程で両因子、あるいはどちらか一方の発現を抑制し、GABA作動性ニューロンへの分化を抑えることである。平成26年度は、Ptf1a及びPax2の発現を抑制するsiRNAをデザインし、ウイルス発現ベクターの構築を試みた。現在その構築を行っている。
本研究計画を遂行中に、グルタミン酸作動性ニューロン分化過程におけるTlx3の働きを偶然発見した。Tlx3が、ヒストンアセチルトランスフェラーゼである転写活性化複合体CBPとの相互作用を介して、幹細胞をグルタミン酸作動性ニューロンへと分化に導くことを明らかにした。すなわち、この相互作用が、グルタミン酸作動性ニューロンへの分化運命の鍵となる生体反応である。またこの際、Tlx3と転写複合体を形成するPbx3が、Tlx3とCBPとの相互作用を促進することを明らかにした。この結果は、Tlx3だけでなく、Pbx3と共発現させることにより、BMSCのグルタミン酸作動性ニューロンへの分化効率を高める可能性を示唆するものである。本研究結果は専門誌への投稿され、レビュアーの意見に基づき改訂中である。

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

昨年度、研究代表者である下村が、北海道医療大学へと移動した。その研究室への立ち上げに時間の多くを費やした。このような状況にも関わらず、本研究計画から得られた副次的発見を含めて、多くの成果を得ることができ、3報の論文としてまとめた。しかし、実験計画での2項目目2‐1について、そのウイルス発現ベクターの構築がまだ済んでいない。以上、総合的に判断して、「おおむね順調に進展してる」と評価した。

今後の研究の推進方策

研究代表者が移動した北海道医療大学での動物実験が、手術機器の不足から今後予定している難聴実験動物モデルへの適応の実施ができない可能性が生じている。共同研究を行っているIndiana大学のグループが、in vitroで内耳構造を胚性幹細胞から作製する技術を開発した(Nature, 2013)。動物実験の実施が不可能となった場合、このin vitro内耳構造に、私たちが作成したBMSCを移植し、その聴神経再生能の評価を行うこととする。
また、本研究計画を遂行中に、グルタミン酸作動性ニューロン分化過程におけるTlx3の働きを偶然発見した。この結果は、Tlx3だけでなく、Pbx3と共発現させることにより、BMSCのグルタミン酸作動性ニューロンへの分化効率を高める可能性を示唆するものである。そこで、Tlx3とPbx3を強制発現させたBMSCについても、この分化能の効率化へ与える影響を調べてみる。

次年度使用額が生じた理由

平成26年度に藤田保健衛生大学から北海道医療大学へと、職場を移転した。そのれに伴い、年度前半は研究室の立ち上げに多くの時間がとられた。実際に研究を行うことができるようになったのが、年度後半であったため。

次年度使用額の使用計画

マウスへの移植実験は、手間とその評価に時間がかかる。さらにその分、計画が遅れる可能性がある。共同研究を行っているIndiana大学のグループが、in vitroで内耳構造を胚性幹細胞から作製する技術を開発した(Nature, 2013)。また結果を得ることは、動物実験よりも早い。in vitroで内耳構造に、私たちが作成したBMSCを移植し、その聴神経再生能の評価を行うこととする。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Requirement of DLG1 for Cardiovascular Development and Tissue Elongation during Cochlear, Enteric, and Skeletal Development: Possible Role in Convergent Extension.2015

    • 著者名/発表者名
      Akiko Iizuka-Kogo, Takao Senda, Tetsu Akiyama, Atsushi Shimomura, Ryuji Nomura, Yoshimi Hasegawa, Ken-ichi Yamamura, Hiroshi Kogo, Nobuhiko Sawai, and Toshiyuki Matsuzaki.
    • 雑誌名

      PlosOne

      巻: 10 ページ: e0123965

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0123965

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Tlx3 promote glutamatergic neuronal differentiation through the interaction with epigenetic co-factor CBP.2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shimomura、Dharmeshkumar Patel、Sarah M. Wilson、Karl R. Koehler、Rajesh Khanna、Eri Hashino
    • 学会等名
      第120回日本解剖学会学術集会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市 神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [学会発表] Tlx3はエピジェネティック因子CBPとの相互作用によりグルタミン酸作動性ニューロンへの分化を運命づける2014

    • 著者名/発表者名
      下村 敦司、Dharmeshkumar Patel、Sarah M. Wilson、Karl R. Koehler、Rajesh Khanna、Eri Hashino
    • 学会等名
      第60回日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会
    • 発表場所
      福島県福島市 福島学院大学 福島駅前キャンパス
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-07

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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