骨形成不全症モデルマウスの作製と4-フェニル酪酸の効果と作用機序の検証

Research Project

Project/Area Number	21K15902
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	Osaka University
Principal Investigator	武鑓真司大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (70774454)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	骨形成不全症 / 疾患モデルマウス
Outline of Research at the Start	骨形成不全症は生まれつき骨が弱く、骨折しやすい病気である。骨形成不全症に対して、現在のところ対症療法として骨密度を増加させる薬剤による治療が行われているが、特に重症の患者では治療効果が乏しい。骨形成不全症のゼブラフィッシュモデルに対して4-フェニル酪酸という薬剤が効果を示したが、ヒトやマウスにおいても同様の効果を示すかどうかはわかっていない。そこで、骨形成不全症モデルマウスに対して4-フェニル酪酸が効果を持つかどうか、どのように作用するのかを明らかにすることを目的として研究を行う。
Outline of Annual Research Achievements	前年度に引き続き、申請者が独自に作製した、Col1a1遺伝子にグリシン置換変異を持つマウス（Col1a1G810S/+マウス）について、骨形成不全症の表現型を呈するかどうかを確認した。前年度は体重測定とマイクロCTによる骨構造解析によりCol1a1G810S/+マウスは体格が小さく、骨量が低下しており、骨形成不全症の表現型の一部を有していることを確認できており、今年度は大腿骨の3点曲げ試験を行い、骨脆弱性について評価した。3点曲げ試験による結果では破断エネルギーはCol1a1G810S/+マウスで有意に低く(オス：野生型マウス＝11.3±3.8 N×mm, Col1a1G810S/+マウス＝5.2±1.5 N×mm, p＜0.01、メス：野生型マウス＝9.5±2.2 N×mm, Col1a1G810S/+マウス＝3.6±0.8 N×mm, p＜0.01)、骨のしなやかさを示す破断変位もCol1a1G810S/+マウスで有意に低かった(オス：野生型マウス＝0.88±0.35 mm, Col1a1G810S/+マウス＝0.48±0.18 mm, p＜0.01、メス：野生型マウス＝1.00±0.28 mm, Col1a1G810S/+マウス＝0.43±0.09 mm, p＜0.01)。以上よりCol1a1G810S/+マウスは骨形成不全症の特徴を有するモデルマウスであり、重症度は中等度と考えられた。Col1a1遺伝子にグリシン置換変異を持つ中等症の骨形成不全症モデルマウスは過去に報告はなく、骨形成不全症を研究する上で有用なモデルマウスと考えられる。モデルマウスを作製することができたため、このマウスに対する4-フェニル酪酸投与実験を開始しており、マイクロCTによる骨構造解析や3点曲げ試験による骨脆弱性の評価を行っている。