感覚受容細胞と神経のコミュニケーションによる感覚器再生メカニズムの解明

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動物は感覚器を通じて環境からの刺激を受容し、適切に行動する。ヒトでは傷害された感覚細胞は殆ど再生しないが、ゼブラフィッシュの感覚細胞は再生される。このとき、再生された感覚細胞は正しい神経投射を受け機能的な再生を遂げる。感覚細胞は神経と接続して初めて機能するので、感覚細胞の再生過程は神経と協調していると考えられる。しかし、これまで解析された感覚細胞の再生メカニズムでは感覚細胞の分化に焦点があてられており、感覚細胞再生と神経投射との相互作用については十分に解明されていない。本研究ではゼブラフィッシュ側線感覚器をモデルとし、感覚細胞と神経とのコミュニケーションに注目する。イメージング技術を駆使して、ゼブラフィッシュ側線感覚器の再生過程における感覚有毛細胞と神経との協調を解析することで、側線感覚器が機能的な再生を果たすメカニズムの解明を目指す。本研究では感覚有毛細胞と側線神経との協調を仲介する因子として、側線感覚器の支持細胞が分泌する線維芽細胞増殖因子に着目している。この因子はパラクラインに働き有毛細胞の分化を負に制御することが知られているが、本研究では特に有毛細胞再生時の神経投射における役割について解析する。昨年度までに側線線感覚器で発現する２つの線維芽細胞増殖因子についてCRISPR/CAS9システムを用いてノックアウトゼブラフィッシュ系統を樹立していた。今年度はこれらを掛け合わせてダブルヘテロ個体を作出し、さらに側線神経と有毛細胞を標識するトランスジェニック系統との交配を行い、ダブルヘテロ個体同士を交配してダブルノックアウト個体を得た。現在ダブルノックアウト個体での有毛細胞再生時の神経投射について解析を進めている。また予想外の結果として、当初注目していた有毛細胞群と神経線維との接続部とは異なる領域において、ダブルノックアウト個体で側線神経軸索が形成不全となる表現型を見出した。