【研究領域課題番号】18K09370 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

内耳障害 / アポトーシス / ネクローシス / ネクロプトーシス / アミノ配糖体 / 有毛細胞 / 蝸牛 / 内耳 / 難聴

【研究成果の概要】

細胞死は、分子によって制御された細胞死であるアポトーシスと、それ以外の受動的な細胞死であるネクローシスとにこれまで分類されてきたが、近年の研究により、ネクローシスの中にも、分子によって制御されるネクロプトーシスが存在することが明らかにされた。
本研究では、マウスより摘出した、蝸牛の器官培養を用いて、耳毒性物質ゲンタマイシン（GM）によって誘導される有毛細胞障害について、アポトーシス、ネクローシス、ネクロプトーシスの関与について解析を行った。GMによる内耳障害には、アポトーシス、ネクローシス、ネクロプトーシスのいずれもが関与し、それぞれの阻害薬で内耳障害の軽減がみられた。

【研究の社会的意義】

感音性難聴や末梢前庭障害等の内耳疾患は頻度の高い身体障害であるにもかかわらず、その根本的な治療は未だ確立されていない。薬剤性内耳障害や騒音性難聴、老人性難聴においては、それらの発症に有毛細胞内の酸化ストレスに起因するアポトーシスが深く関与することが示されている。しかしながら、これらの障害に対する抗酸化剤やアポトーシス阻害薬の効果は部分的であり、非アポトーシス細胞死の関与が予想される。
本研究では、耳毒性薬物による内耳障害には、アポトーシスのみならず、ネクローシスやネクロプトーシスも関与することを明らかにした。この研究成果は、内耳障害に対する新規治療の開発に貢献するものである。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】耳鼻咽喉科学

【研究領域課題番号】26253081 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経科学 / 老化 / 難聴 / 酸化ストレス / ミトコンドリア / アポトーシス / 平衡障害 / 加齢

【研究成果の概要】

体内の抗酸化物質Mn-SODが半減すると加齢により蝸牛の酸化ストレスが増悪し、音響外傷が増悪した。二酸化ゲルマニウ投与で蝸牛組織変性が生じ、ミトコンドリア機能が低下したが、タウリン等の投与により障害が抑えられた。ゲンタシンによる半規管の有毛細胞障害は支持細胞分裂により部分再生し、TrkB agonist投与により有毛細胞がより再生し機能も回復した。内耳不死化細胞は酸化ストレスでミトコンドリアの変性が生じ、膜電位が低下し、ミトコンドリアのfusion/fission機構や呼吸能が障害された。蝸牛有毛細胞にオートファジ―機構が存在し、機能しない場合には進行性の有毛細胞障害が生じた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円)

【研究分野】耳鼻咽喉科学

【研究領域課題番号】20390440 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

老化 / 蝸牛 / ミトコンドリア / アポトーシス / 難聴 / 酸化ストレス

【研究成果の概要】

ビタミンC合成のできないSMP30/GNL欠失マウスを用いた研究ではビタミンCの内耳での著明低下により有意に老人性難聴が悪化すること、ビタミンCを過剰に補っても老人性難聴の予防はできないことが判明した。ミトコンドリア内のCatalaseを過剰発現させると老人性難聴の発現は抑止された。また17種の活性酸素除去効果のあるサプリメントの検討ではαリポ酸、CoQ10、NACの3種類に抑制効果が見られた。これら老人性難聴の進行が抑制されたマウスの蝸牛ではBakの発現が有意に減少していた。Bak欠失マウスでは老人性難聴は抑制された。これらの結果から、蝸牛内に生じる活性酸素による慢性的障害がBakを介したアポトーシスを蝸牛内細胞に引き起こし、老人性難聴が生じることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)

【研究分野】耳鼻咽喉科学

【研究領域課題番号】17659527 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / 薬剤反応性 / 内耳 / 蝸牛 / 難聴 / 有毛細胞 / アミノ配糖体 / 細胞死 / アポトーシス / 蛋白治療

【研究成果の概要】

細胞死を防御する蛋白質を投与して、内耳障害の予防・治療に応用する蛋白治療を開発した。ミトコンドリアからのチトクロームcの放出を抑えるBcl-XLの三つの水素結合を除去したanti-apoptotic蛋白(FNK)を作成し、これにHIV/Tat蛋白のProtein Transduction Domain(PTD)をくっつけて細胞内に導入できるようにした(FNK-PTD)。まずこの蛋白にmycをtagとして付けたものをモルモットの腹腔内投与し、1-6時間後に断頭し、蝸牛を固定し、パラフィン切片を作成した。その後Myc抗体を用いた免疫染色により蝸牛での発現について検討した。その結果、投与1時間後からこの蛋白は蝸牛内に出現し、3時間後に発現量がピークとなり、6時間後には著明に減少することがわかった。発現部位は、主にコルチ器、ラセン神経節であった。つぎにFNK-PTDが蝸牛有毛細胞の細胞死を予防できるかどうか検討した。カナマイシン((1)200mg/kg、または(2)400mg/kg)およびエタクリン酸((1)40mg/kgまたは(2)50mg/kg)によりモルモットの蝸牛有毛細胞を広範に障害し、この前後にFNK-PTDまたは生食を投与した。1週間後ABRを測定し、断頭後蝸牛を固定し、surface preparationにより残存有毛細胞の数をカウントした。その結果FNK-PTD投与群では(1)および(2)のどちらの障害においても有意にABR閾値の上昇を抑制し、内外有毛細胞ともに有意に細胞死を抑制した。また(2)の条件で障害8時間後にcPARP陽性細胞を調べるとFNK-PTDにより有意に減少していた。この結果はFNK-PTDが蝸牛に発現して、耳毒性薬剤による有毛細胞の細胞死を抑制することを示している。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)