HSF-1 is indispensable for injured optic nerve regeneration.

HSF-1对于受损视神经的再生是不可或缺的。

基本信息

批准号：
20K05725
负责人：
杉谷加代
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05725/
关键词：
Heat shock factor 1 Yamanaka factors sox2 klf4 oct4 zebrafish retina optic nerve injury Yamanaka factor FXIII-A Sox2 Oct3/4 Klf4 HSF-1 regeneration

项目摘要

ゼブラフィッシュの視神経は，切断などの損傷を与えても再生が可能であり，約1ケ月以内には再生した視神経が視覚中枢である視蓋に到達する。その後，さらに２-３ケ月くらいの時間をかけて完全に視覚機能が回復する。そのため，ゼブラフィッシュの視神経及び網膜は，中枢神経の実験的再生モデルとして非常に重要である。この再生過程における網膜では，様々な再生関連分子の発現が時期特異的に起こり，再生・修復へ導かれていくわけであるが，その機構については未だ不明な点が多い。クラッシュによる視神経の損傷後，これまで最も早く網膜で発現する分子として Heat shock factor1(HSF1)を同定した。HSF1 mRNAは，視神経損傷約30分後には網膜神経節細胞を中心として迅速に発現誘導される分子であることが判明した。また，同時期の網膜において，iPS細胞の誘導因子として知られる3つの山中ファクター, Oct4，Sox2，Klf4 の転写因子としての発現上昇が確認された。 Oct4，Sox2，Klf4のmRNA発現は視神経損傷後1-3時間で、HSF1と同様に網膜神経節細胞を中心に急速に誘導されていた。このOct4，Sox2，Klf4 のmRNAの活性化は、視神経損傷前にHSF1モルフォリノを眼内に注入することにより著しく抑制されるという結果が得られた。さらに，ChIPアッセイ(クロマチン免疫沈降法)により，HSF1が Oct4，Sox2，Klf4の3つの山中ファクターのゲノムDNAに結合することが確認された。本研究により、ゼブラフィッシュ網膜における Oct4，Sox2，Klf4の３つの山中ファクターの迅速な活性化がHSF1により制御を受けていることが明らかとなり、このHSF1に続く山中ファクターの活性化が視神経再生のごく初期の段階で非常に重要であることが示唆された。

斑马鱼的视神经即使在截肢等损伤后也能再生，再生的视神经在大约一个月内到达视觉中枢视顶盖。此后，还需要2-3个月的时间视觉功能才能完全恢复。因此，斑马鱼视神经和视网膜作为中枢神经系统的实验再生模型非常重要。在这个再生过程中，各种与再生相关的分子以特定时间的方式在视网膜中发生，从而导致再生和修复，但这种机制的许多方面仍不清楚。热休克因子 1 (HSF1) 被确定为车祸导致视神经损伤后视网膜中最早表达的分子。发现HSF1 mRNA是在视神经损伤后约30分钟主要在视网膜神经节细胞中快速诱导表达的分子。此外，在视网膜中同时证实转录因子 Oct4、Sox2 和 Klf4（三种被称为 iPS 细胞诱导剂的山中因子）表达增加。 Oct4、Sox2和Klf4 mRNA表达在视神经损伤后1-3小时迅速诱导，主要在视网膜神经节细胞中，与HSF1类似。结果显示，视神经损伤前眼内注射HSF1吗啉可显着抑制Oct4、Sox2和Klf4 mRNA的激活。此外，ChIP 测定（染色质免疫沉淀）证实 HSF1 与三个山中因子的基因组 DNA 结合：Oct4、Sox2 和 Klf4。这项研究揭示了斑马鱼视网膜中三个山中因子Oct4、Sox2和Klf4的快速激活受到HSF1的调节，这表明这在早期阶段非常重要。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

Specific Activation of Yamanaka Factors via HSF1 Signaling in the Early Stage of Zebrafish Optic Nerve Regeneration

斑马鱼视神经再生早期阶段通过 HSF1 信号传导对山中因子的特异性激活

DOI：
10.3390/ijms24043253
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
5.6
作者：
Sugitani Kayo;Mokuya Takumi;Homma Shuichi;Maeda Minami;Konno Ayano;Ogai Kazuhiro
通讯作者：
Ogai Kazuhiro

Expression of Myeloid-derived growth factor in the zebrafish retina after optic nerve injury

视神经损伤后斑马鱼视网膜中髓源性生长因子的表达