骨髄ニッチにおけるPqbp1の意義とPQBP1異常小頭症の医科歯科連携遺伝子治療

Research Project

Project/Area Number	19K10378
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	石田宝義東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (90549966)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	清水康広東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (60631968) 小野卓史東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30221857) 岡澤均東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50261996)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	PQBP1 / 骨代謝 / 小頭症マウス / 骨代謝メカニズム / AAV 遺伝子導入治療 / 歯科矯正治療
Outline of Research at the Start	成長発育に伴う脳サイズの増大は、知能・感情・認知記憶などを司る脳活動の質を決定する重要な因子である。岡澤らは、脳サイズ調節の分子メカニズムを解明するため、ポリグルタミン病結合タンパクとして、岡澤ら自身がPQBP1欠損小頭症マウスを作成し、PQBP1欠損の影響は、脳サイズおよび機能に限局されると解明した。しかし、低身長も認められたため全身の骨代謝に対する影響も示唆されたが、そのメカニズムは未だ不明である。そこで本研究では、PQBP1欠損が骨代謝に与える影響およびその分子メカニズムを解明する。さらにそれを基に、PQBP1異常症に対する医科・歯科における診断・治療のガイドライン確立を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	研究分担者である岡澤らは、脳サイズ調節の分子メカニズムを解明するため、ポリグルタミン病結合タンパクとして、岡澤ら自身が発見した新規分子 Polyglutamine binding protein 1(PQBP1)を操作しPQBP1欠損小頭症マウスを作成し、1) サイズの新規調節機構の発見、2) PQBP1異常症の発症メカニズムの解明、3) PQBP1異常症に関する遺伝子治療への道筋を示した。 PQBP1欠損の影響は、脳サイズおよび機能に限局されると考えられていた。しかし、低身長も認められたため全身の骨代謝に対する影響も示唆されたが、そのメカニズムは未だ不明であった。そこで本研究では、PQBP1欠損が骨代謝に与える影響およびその分子メカニズムを解明することした。生後4週齢雄性Nes-cre XFloxY（PQBP1-cKO）マウス（各n=4）を実験群とし、XY XFloxY Nes-Cre XYマウス（各n=4）を対照群とする。全群において、生後4週齢から2週間ごとに 3DmicroCTを用いて大腿骨、脛骨を撮像し経時的に評価する。全群において生後10週齢（屠殺日）になる4日と1日前にカルセインを皮下投与する。各計測部位の骨形態および骨梁構造を解析する。HE, TRAP, Safranin-O染色を行い、SOX9,COL2A1、SP7、BGLAP、TNFSF11、TNFRSF11B、およびNFATC1のmRNAの発現をRT-qPCRにて解析した。脛骨、腓骨、頭蓋骨の大きさは6-10週齢において有意に減少した。組織学的な計測と同様であった。Nes-cre XFloxY（PQBP1-cKO）マウスにおいて骨形成および軟骨形成が低下した。またそれに関する遺伝子発現のdownregulationが起こった。 PQBP1が骨代謝と恒常性に重要な役割を果たしていることが示唆された。