【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】消化器外科学

【研究領域課題番号】17390357 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肝再生 / シグナル伝達 / 細胞増殖 / 細胞成長 / アポトーシス / 分子標的治療 / 脂肪肝 / 加齢 / 肝細胞内シグナル

【研究成果の概要】

正常肝のみならず脂肪肝の肝切除あるいは加齢肝切除といった種々のマウス疾患モデルに関して、肝再生の開始、維持、終止の分子機序を細胞内シグナルの役割の観点から解析した。
正常肝の再生に関しては、細胞内シグナルJak/STAT3経路およびPI3-K/PDK1/Akt経路を中心に解析し、肝の物理的再生および機能的再生における「細胞成長」の重要性を確認・研究した。分子機序の解析には、STAT3、PDK1の肝特異的ノックアウトマウスおよびそれらのダブルノックアウトマウスを作成し、30%および70%肝切除を行い、細胞内シグナル伝達機構を解析した。必要に応じてアデノウィルスベクターによる種々の遺伝子導入によりシグナル分子機能を制御した後機能解析をした。「細胞増殖」に関しては、mitotic index、BrdUの取り込み、PCNAの発現、Cyclin-A/D/E、CDKの活性化、実際の細胞分裂像の変化を定量的かつ経時的なダイナミズムを解析し、「細胞成長」に関しては、組織切片から、あるいは電子顕微鏡写真をもちいてサイズの測定を行なった。脂肪肝モデルに関しては、leptin受容体欠損のdb/dbマウスを用いて、加齢マウスには12月齢および20月齢以上のマウスを用いて、70%肝切除を行ない、8週齢マウスと比較検討した。
正常肝における通常の肝再生には、STAT3を中心とする細胞増殖と同様に、PDK1/Aktに制御される細胞成長が重要であった。細胞増殖が十分に起こらない場合には、PDK1/Akt活性化による細胞成長が肝の再生を維持した。逆に、細胞成長が起こらない場合には、細胞増殖により肝再生は維持されなかった。マウス脂肪肝切除後の再生は不良であったが、この原因は細胞内の細胞増殖関連因子であるWee1/Myt1の発現が低下することにより、Cdc2のリン酸化不全によるものと判明した。加齢マウス肝切除後肝再生モデルでも、肝再生は傷害されていたが、この場合も細胞増殖能は保たれており、むしろ切除後アポトーシスが誘導されることにより肝の再生が障害されていると考えられた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】16,750千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 1,350千円)

【研究分野】産婦人科学

【研究領域課題番号】17659521 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

加齢 / 男性不妊 / ミトコンドリアDNA / ICSI / 精子 / 父系遺伝 / ヘテロプラスミー / 卵子 / aging / c-kit / mt-DNA / テロメラーゼ活性 / アポトーシ / m-RNA

【研究成果の概要】

加齢による配偶子形成過程の変化による,生殖障害メカニズムを解明することを目的とした本研究において,これまで造精機能障害モデルマウスを作成し,漢方薬等による機能障害のレスキューについての実験を行い,メカニズムの解明と予防的治療についての検討を行った.本年度は,加齢変化による細胞障害によって遺伝子変異が生じ易く,かつヘテロプラスミーとして存在することが知られているミトコンドリアDNA(mtDNA)について,(1)受精能が低いとされる男性不妊患者の精子mtDNAのコピー数の量的分析を行うとともに,(2)高度乏精子症例患者に高頻度に検出されるヒトmtDNA遺伝子点変異8821T→C変異と8993T→G変異をターゲットに質的分析を行ない,生殖障害とmtDNAの量的・質的関係について検討を行なった.結果は(1)mtDNAの量的分析結果では受精能の低いとされる精子ほど多くのmtDNAを持つ傾向にあることが明らかになった.また男性不妊患者の精子を使用した本研究では(2)のmtDNAの遺伝子点変異は検出されなかった.この結果は精子におけるmtDNAが卵子に比してごく微量であることより,mtDNAの変異自体が男性不妊の原因となるのではなく,精子形成過程における異常により精子1細胞に含まれるmtDNAコピー数が多くなるため,変異を持つmtDNAが含まれる確率が高くなることが示唆された.この結果を踏まえ,(3)精子の遺伝子異常が次世代まで伝達される可能性の出現についてmtDNAの遺伝様式についての検討を行った.その結果は(3)ヒト精子のICSI後,前核形成が見られたハムスター卵において,ICSI前のヒト精子と同レベルのmtDNAが検出されたことにより,父系遺伝の可能性が示唆された.これらの結果を,日本授精着床学界誌に「男性不妊患者の精子ミトコンドリアDNAの量的・質的分析からミトコンドリア遺伝病を考察する」として投稿中(掲載決定済)である.

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】応用獣医学

【研究領域課題番号】11460145 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アミロイドβタンパク / イヌ / アポトーシス / 中脳黒質 / レビー小体 / 神経疾患 / 神経神経疾患 / 老人斑 / 神経細胞死 / 神経細胞内封入体 / βアミロイドタンパク / 痴呆 / αシヌクリン / ユビキチン / 加齢 / アミロイドβ前駆タンパク / 脳血管アミロイド症 / 動物

【研究成果の概要】

平成14年度は本研究の最終年度にあたり、前年度までに実施された研究の取りまとめを中心に行った。平成13年度から14年度にかけ実施した研究のうち、イヌの中脳黒質の加齢性病変について論文として公表した(J.Vet.Med.Sci.2003,65,Vol.2 In press.)。本研究では、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)に対する抗体を用いて黒質のドパミン生成神経細胞を描出し、同部の加齢性変化を検討した。大脳では神経細胞の減少・神経膠細胞の増加が比較的年齢依存性にみとめられるのに対し、ドパミン生成神経細胞数は、加齢やβアミロイド沈着による影響は受けずに良好に維持され、ssDNA陽性アポトーシス細胞も増加する傾向はなかった。また黒質では好塩基性あるいは好酸性結晶状封入体が老齢犬に頻繋に観察された。しかしながら、これらの封入体はパーキンソン病のレビー小体と異なる機序で形成され、神経細胞死を誘発しない変化であろうと予想された。しかしながら、高齢犬の黒質神経網には、抗ユビキチン抗体で描出される変性神経突起が加齢依存性に有意に増加することが同時に明らかにされ神経細胞内の封入体形成がこの変化に関与する可能性も考えられた。
これら直接の研究成果の他に、本研究の一貫として収集された、動物の様々な自然発生中枢神経系疾患についても病理学的検討が加えられ、イヌの中枢神経系腫瘍(J.Vet.Med.Sci.2002,64,Vol.2,2003,65.Vol.1.Vol.2)や抗コリンエステラーゼ抗体が関与すると考えられる重症筋無力症など(J.Vet.Med.Sci.2002.64.Vol.7)、今後の動物神経系疾患の研究に有用と思われる情報が収集され、それぞれの内容について学術雑誌に公表した。未公表のデータについても来年度中に学術雑誌に公開する予定であるが、本研究報告書にはその内容を明記した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2002

【配分額】5,300千円 (直接経費: 5,300千円)