器官機能補償作用の存在実証とそのメカニズムの解明

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クッペル胞における機能補償は、1-1)細胞の浸透圧や水輸送に関与する分子が活性化され内腔が膨らむ。1-2)シリアが回転することで内腔に水流が発生する。2-1)水量が増えることで膨圧が細胞にかかる。2-2)水流によってシェアストレス発生する。3-1)膨圧で生じた力がメカノチャネルによって受容され、シグナルが活性化する。3-2)シェアストレスがメカノチャネルによって受容され、シグナルが活性化する。4)2つの反応の片方、または、両方により、水輸送、シリア回転速度が変化することで、適切な内腔サイズと水流速度に近づける。5)水流が弱くなりすぎたり、内腔が小さくなりすぎた場合は、再び、1が活性化され、サイズの違いを許容しつつ一定速度のノード流が発生するようになると考えている。これまでに、力感受カルシウムチャネルTRPC1および、シリアの回転速度に影響を与えるアセチル基転移酵素ATAT1の関与が推察されたので、昨年度、CRISPR/CAS9システムを用いて、クッペル胞で発現するTRPC1、および、ATAT1ノックアウト（KO）を行なった。その結果、TRPC1、および、ATAT1の両方の遺伝子に対してフレームシフトにより完全長のアミノ酸が形成されない変異体（F1世代ヘテロ変異体）を作製することに成功した。今年度、これらのヘテロ変異体同士を交配したところ、TRPC1の胚性KO個体では、心臓が直線状になるという左右差異常の表現型の一部が観察されたが、ATAT1の胚性KO個体では、心臓は体の左側に形成されていたため、左右差異常は認められないという結果であった。ATAT1に関しては母性因子として発現することが分かったため、ATAT1の胚性KO個体には母性因子由来のATAT1が存在していたことになるので、ATAT1の関与を解析するためには母性・胚性KO個体の作出が不可欠であることが分かった。