ファロー四徴症ラットモデルを用いた大動脈壁血管変性メカニズムの解明

• Project/Area Number: 19K17340
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 関 満 自治医科大学, 医学部, 准教授 (20822357)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ファロー四徴症 / 大動脈拡大 / Hey2ノックアウトラット / ノックアウトラットモデル / 血管硬度 / 先天性心疾患 / 動物モデル

Outline of Research at the Start

ファロー四徴症は根治手術後も進行性の上行大動脈拡大に伴う大動脈弁閉鎖不全や大動脈瘤/解離を起こしうる。病因として大動脈壁の中膜嚢胞性壊死による血管弾性低下と血管硬度上昇が考えられる。この組織学的変化は新生児期においても認められるが、発症機序や病態進行の詳細は不明である。Hey2ノックアウトマウスがファロー四徴症となることが報告されており、CRISPR/Cas9を使った遺伝子変異によるモデル作成と同様にHey2ノックアウトラットを作出する。本モデルにおいて胎生期/新生仔期からの大動脈組織学的変性の確認、大動脈血管特性評価を行い、TGF-βシグナル系を含めた大動脈拡大発症機序を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

ファロー四徴症は根治手術後も進行性の上行大動脈拡大に伴う大動脈弁閉鎖不全や大動脈瘤/解離を起こしうる。病因として大動脈壁の中膜嚢胞性壊死による血管弾性低下と血管硬度上昇が考えられる。この組織学的変化は新生児期においても認められるが、発症機序や病態進行の詳細は不明である。すでに、Hey2ノックアウトマウス がファロー四徴症となることが報告されていることから、本研究ではCRISPR/Cas9を使った遺伝子変異によるモデル作成と同様にHey2ノックアウトラットを作出し、本モデルにおいて胎生期/新生仔期からの大動脈組織学的変性の確認、大動脈血管特性評価を行うこととした。
自治医科大学再生医学研究部の魚崎英毅研究室にてHey2遺伝子をノックアウトさせた遺伝子改変ラットの作製を行なった。Hey2はホモノックアウトでファロー四徴症となるので、Hey2 del/+ラットを導入し、Wistar ラットと交配し、Hey2 del/+ラットを繁殖、Hey2 del/+ラット同士を交配することで、Hey2 del/delラットを得ることができた。ファロー四徴症ラットモデル作出のための Guide RNA設計し、交配を行った結果、効率よくノックアウトされていた。得られた遺伝子改変ラットの表現型の確認には組織透明化技術を用いて心臓奇形を3次元で把握する準備を進め、順天堂大学生化学生体システム医科学の洲崎悦生教授の指導のもと、ライトシート顕微鏡のシステム構築を行なった。心臓および大血管の切片を作成し、組織学的な解析を進めており、モデル動物の表現系を遺伝子改変ラットの作出、および、長期に生存させることで血管病変の詳細な検討を行う予定である。今後も構築したシステムを利用し研究を継続していく。