新規PIK3CD遺伝子変異によるSLE発症機構を解明する

Research Project

Project/Area Number	21K07850
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research Institution	Oita University
Principal Investigator	清田今日子大分大学, 医学部, 医員 (30774492)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	井上真紀大分大学, 医学部, 講師 (20726913)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	PIK3CD / SLE / 機能獲得型変異 / 細胞内代謝
Outline of Research at the Start	Phosphatidilinositol- 4,5-Bisphosphate 3-Kinase Catalytic Subunit Delta（PIK3CD）遺伝子の変異は、mTOR経路の異常な活性化をきたし、原発性免疫不全症を主とする活性化PI3Kδ症候群（APDS）の原因となり、その一部では自己免疫性疾患を合併する。申請者らは、免疫不全の兆候がなく、全身性エリテマトーデス（SLE）などの自己免疫疾患を発症した新規PIK3CD遺伝子変異（R512W）を同定した。PIK3CD遺伝子（R512W）がSLEに関わるシグナル伝達やその病態メカニズムについて明らかにすることを目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	新規PIK3CD遺伝子変異を導入した細胞株を用いて、シグナル経路の探索と機能解析を行なった。 PIK3CD遺伝子の機能獲得型変異では、mTOR経路の活性化亢進の報告があり、自身のこれまでの研究でもAKTのリン酸化の亢進を確認している。また、PIK3CD遺伝子の機能獲得型変異では、免疫老化のために免疫不全となることが報告されており、免疫老化の場合は、細胞内代謝で解糖系が亢進することが知られている。そのため、PI3K/AKT/mTOR経路以外の経路の探索の前に、新規遺伝子変異を導入した細胞株を用いて、グルコースの取り込みについて解析を行った。その結果、解糖系の亢進が生じており、Glut1の発現も亢進していた。解糖系の亢進に関して、酸素消費速度についても検討を行ったが、それについては、一貫したデータが取れなかった。測定の時間や刺激についての条件検討が必要と考えている。 In vivoモデルとして、ゼブラフィッシュを用いた実験も行ったが、ヒトPIK3CD遺伝子を全身に発現させるとWTに対しても毒性があり、腫瘤形成をしたために十分な機能解析ができなかった。そのため、リンパ球に特異的に発現させるモデルフィッシュを作製したが、発現が一定せず、十分な解析ができていない。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 一時研究を中断していたために細胞の状態が不良であり、細胞株の作製を再度行っていることもあり、予定よりもやや遅れている。また、ゼブラフィッシュを使ったモデル動物では、モデル動物の作製はできたが、十分な解析ができていない。
Strategy for Future Research Activity	PIK3CDの新規変異が細胞内代謝に変化を及ぼしている可能性があり、それについて再現性を確認するとともに、それによって、細胞の分化に変化が生じていないかの検討を行う。ゼブラフィッシュを用いた実験を予定していたが、血球特異的に遺伝子を発現するゼブラフィッシュでの解析が進んでいないために、マウスのプライマリー細胞を用いて実験を予定している。