2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the prevention system of hearing loss by exercise focusing on the PGC-1alpha/Nrf2 passway.
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18H02949
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
香取 幸夫 東北大学, 医学系研究科, 教授 (20261620)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永富 良一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20208028)
本藏 陽平 東北大学, 大学病院, 助教 (20810146)
池田 怜吉 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (30645742)
川瀬 哲明 東北大学, 医工学研究科, 教授 (50169728)
鈴木 淳 東北大学, 大学病院, 助教 (80735895)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 加齢性難聴 / マウス / 運動 / PGC-1α/Nrf2経路 / 酸化ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内耳におけるPGC-1α/Nrf2経路の局在を検討するため、PGC-1αの局在を免疫組織化学により検討した。若年のマウスでは光顕レベルの解析で蝸牛のラセン神経節およびラセン靭帯の下方に陽性所見が認められた。6か月齢ではこの部位の染色強度が少なくなる傾向が認められたが、なお電顕レベルでの半定量的な解析が必要と考えている。さらに運動負荷により蝸牛におけるPGC-1αの変動を見るべき条件を探索する必要があったが、未だその条件を確立し得ていない。この条件が得られ次第、運動負荷を行う動物の長期飼育が出来るように、飼育環境の準備を進めている。
Nrf2経路の活性化が加齢性難聴の予防に貢献し得るかどうか検討するため、Nrf2の活性化が生じるKeap1 knockdownマウスを12か月飼育し、同じ環境で飼育した野生型マウスとの比較を行った。12か月飼育したKeap1 knockdownマウスは野生型に比して明らかに高いNrf2活性を示し、内耳の組織学的検討では蝸牛の頂回転と中回転において野生型に比べて変性所見が抑えられていた。ABRによる聴力評価ではKeap1 knockdownマウスは野生型に比して低音から中音域において閾値上昇が抑えられていた。さらに酸化ストレスを標識する免疫組織化学ではKeap1 knockdownマウス蝸牛の頂回転と中回転で、野生型に比して反応性が抑制されていた。これらの結果から加齢・酸化ストレスによる蝸牛の頂～中回転の障害が、Nrf2経路の活性化により抑制されることが示唆された。
研究の遂行に加え、研究協力者であるフロリダ大学加齢医学教室の染谷真一博士を訪問し、Nrf2経路の活性化と加齢性難聴に関する討議を行い、加齢マウスのラセン神経節の形態変化を定量する共同研究を行った。
さらに本研究に深く関与する哺乳類の難聴や耳の形態異常に関する情報収集と研究公表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、① 内耳におけるPGC-1α/Nrf2経路の局在の検討、ならびにPGC-1α活性化のための最適な運動強度の検討、② 運動負荷による難聴予防効果の検証、③ Nrf2活性化による加齢性難聴予防効果の検証、の3点の研究課題の進行を目標としていた。
このうち③については、長期飼育したKeap1 knockdownマウスを用いた一連の実験で、Nrf2の活性化が蝸牛の頂回転から中回転における加齢性変化を抑制することを組織および生理学的に示した。しかしながら①についてはマウス蝸牛におけるPGC-1αの半定量的な局在の検討が遅れており、また②については①の実験結果をもとに運動実験において負荷する至適な運動量を設定することから、現状では運動負荷マウスを用いる実験に進んでいない。
以上から全体として、やや遅れている～遅れている、と自己評価をしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
① 加齢マウスならびに運動負荷を行ったマウスに対して内耳蝸牛におけるPGC-1α/Nrf2経路の局在の検討： 6か月齢以降のＣＢＡマウス、および運動負荷を課したＣＢＡマウスを用い、免疫組織化学およびPCRによりPGC-1αならびにNrf2の局在とその発現量の検討を行う。PGC-1αの局在の検討が困難な場合、この経路の別分子に目標を変更して蝸牛での発現部位を検討する。
② 加齢ならびに運動負荷によりPGC-1α/Nrf2経路の局在が変化する条件におけるマウスの聴力測定と蝸牛組織の評価： ①で若年齢に対して有意差をもってPGC-1αならびにNrf2の局在が変化した条件を求めたのち、その条件とした動物群と対照群の動物の聴力測定をABRにより行う。さらに測定後の動物の蝸牛組織をラセン神経節細胞、コルチ器、血管条、ラセン靭帯を中心に形態学的に評価する。
③ 騒音負荷やCDDP投与マウスにおける検討。前①、②の実験系は加齢動物を用いるために実験の長期化が余技なくされる。この問題点に対応するため、並行する実験系として、前項の研究における加齢の要素を騒音負荷およびCDDP投与に置き換え、これらの難聴を惹起する条件の動物のPGC-1α/Nrf2経路に関与する分子の局在や量の変化を観察し、PGC-1α/Nrf2経路が難聴予防効果を有するかどうかを検討する。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] "Passenger gene" problem in transgenic C57BL/6 mice used in hearing research.2019
Author(s)
Jun Suzuki, Hitoshi Inada, Chul Han, Mi-Jung Kim, Ryuichi Kimura, Yusuke Takata, Yohei Honkura, Yuji Owada, Tetsuaki Kawase, Yukio Katori, Shinichi Someya, Noriko Osumi
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Journal Title
Neurosci Res.
Volume: in press
Pages: 30469
DOI
Peer Reviewed
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