内耳特異的なAtoh1転写促進機構の解明

阐明内耳特异性Atoh1转录促进机制

基本信息

批准号：
22K09756
负责人：
楯谷智子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University of Advanced Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09756/
关键词：
有毛細胞蝸牛発生・分化 Atoh1 転写内耳細胞分化

项目摘要

難聴は、すべての年齢層において最も頻繁に見られる感覚障害である。難聴の多くは聴覚の感覚細胞である有毛細胞の再生能力不足に起因しており、有毛細胞再生が可能となる新規治療法の開発が待たれている。転写因子Atoh1は有毛細胞分化を決定づけるマスター遺伝子であり、発生段階においては単独で有毛細胞分化を誘導することが可能である。そのため、有毛細胞再生目的でAtoh1を発現させる外来遺伝子の導入が多く試みられてきたが、未だ効果は限定的とされている。Atoh1は小脳の顆粒細胞など他臓器の細胞分化も司り、内耳特異的なAtoh1発現促進機構は未だ不明である。これを明らかにすることは、内耳特異的に内在性Atoh1発現を促進して有毛細胞再生を誘導できるより効果的な方法の開発につながる可能性がある。我々の予備的研究の結果より、小脳顆粒細胞の発生に必要な配列の候補（領域X）、および内耳有毛細胞の発生に必要な配列の候補（領域Y）のそれぞれが、Atoh1プロモーターの特定の領域に含まれることが示唆された。本研究では領域Yのなかで内耳特異的Atoh1転写促進配列を同定し、それに相互作用する未知の転写因子やエンハンサーを見い出すことによって、内耳特異的なAtoh1転写促進機構を解明することを目的としている。2022年度は、まず内耳特異的Atoh1転写促進配列の同定を同定するため、領域Xは含まず、領域Yを含み、予備実験で欠失させたよりは狭いゲノム領域を欠失させたマウスをゲノム編集法で作製した。予想では小脳に異常はなく、内耳にのみ異常があるマウスが得られるはずであったが、予想に反してそのホモ欠失マウスは小脳だけでなく内耳も正常であった。つまり、領域Y以外にも内耳発生に必要な領域があり、その両者がいずれも欠失してはじめて異常が出ることが示唆された。

听力损失是所有年龄段中最常见的感觉障碍。许多听力损失病例是由于毛细胞缺乏再生能力引起的，毛细胞是听觉的感觉细胞，人们正在等待能够再生毛细胞的新疗法的开发。转录因子Atoh1是决定毛细胞分化的主基因，在发育过程中可以单独诱导毛细胞分化。因此，人们进行了许多尝试引入表达Atoh1的外源基因以达到毛细胞再生的目的，但效果仍然有限。 Atoh1 还控制其他器官中的细胞分化，例如小脑中的颗粒细胞，但促进 Atoh1 内耳特异性表达的机制仍不清楚。阐明这一点可能会导致开发更有效的方法，可以特异性促进内源性 Atoh1 表达并诱导毛细胞再生。根据我们的初步研究结果，我们发现小脑颗粒细胞发育所需的候选序列（区域）被建议包含在区域在本研究中，我们旨在通过鉴定Y区内耳特异性Atoh1转录促进序列并发现与其相互作用的未知转录因子和增强子来阐明内耳特异性Atoh1转录促进机制。 2022年，我们将首先对小鼠进行基因组编辑，其中不包括X区域但包括Y区域（比初步实验中删除的区域更窄）的基因组区域将用于识别内耳特异性Atoh1转录它是使用该方法制成的。原本预测会获得小脑无异常而只有内耳异常的小鼠，但与预期相反的是，纯合缺失小鼠不仅小脑正常，内耳也正常。这表明除了Y区域之外还有其他区域是内耳发育所必需的，并且只有当这两个区域都被删除时才会出现异常。