マルチオミックス解析を駆使した家族性大動脈瘤・解離の素因解明

• Project/Area Number: 22K20922
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0903:Organ-based internal medicine and related fields
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 石間 環 自治医科大学, 医学部, ポスト・ドクター (00597130)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 大動脈解離 / マルチオミックス

Outline of Research at the Start

急性大動脈解離は大動脈中膜平滑筋が2層に剥離し、血管破裂や閉塞等の致命的な合併症を引き起こす疾患である。申請者らの研究グループは最近、遺伝性大動脈解離の家系を同定し、同一変異による大動脈解離モデルマウスを開発した。この変異マウスは成長と共に大動脈平滑筋が収縮型形質から合成型に転換する。しかし平滑筋ミオシン変異がなぜ大動脈解離を発症するかという分子機構は十分に解明されていない。
本研究では、この新規開発のマウスを用いて、マルチオミックス解析を駆使し、網羅的かつシステム的に病態解析する。

Outline of Annual Research Achievements

申請者の研究グループで開発された遺伝子改変マウス(ミオシンロッド部の1リジン残基欠損K1256del)を用いて、マルチオミックス解析を実施した。
具体的には、遺伝子改変マウス(K1256del)から大動脈を採取し、大動脈組織からRNAを抽出し、RNAシーケンスを行った。データでFSEA(Fold-Change-Specific Enrichment　Analysis)を行った。解析の実施にはFoldGO websiteを利用した。
メタボローム解析では液体窒素で瞬時凍結したマウス大動脈から測定資料を作製し、陽イオン性代謝物質(カチオンモード)と陰イオン性代謝物質(アニオンモード)それぞれの条件で測定した。 液体クロマトグラフ質量分析計（LC-MS/MS）で検出されたピークは自動積分ソフトウェア(MasterHands ver.2.17.21.11)を用いてピークを自動抽出し、得られた値をもとに代謝物質ライブラリ及びKnown-Unknownライブラリに登録された全物質との照合、検索を行った。その結果得られる候補化合物について群間比較と定量を行った。次いで多変量解析ソフトウェア（SIMCA-P）で主成分分析(PCA)、階層的クラスタリング解析(HCA)を実施した。さらに詳細なメカニズムを調べるため機能解析(GO: Gene Ontology解析やパスウェイ解析等)を行い、野生型(Wild)と変異型(HeteroとHomo)の差異だけではなく、HeteroとHomoに共通する差異因子を見出し、家族性大動脈瘤・解離の素因を解明した。
結果、いくつかの変動するパスウェイを見出した。
またメタボローム解析ではADP-ribose特定の酵素産生経路の抑制を見出した。さらに、細胞内でCa2+特定のイオン濃度が低下している所見を見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画通りに進展しているため

Strategy for Future Research Activity

引き続き変動するパスウェイ、メタボローム解析での特定の経路、種々の所見等解析を続ける。