Uncovering the mechanisms underlying revertant mosaicism in congenital ichthyosis

Research Project

Project/Area Number	23K24353
Project/Area Number (Other)	22H03093 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 53050:Dermatology-related
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	乃村俊史筑波大学, 医学医療系, 教授 (50399911)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000) Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000) Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000) Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords	魚鱗癬 / 自然治癒 / ichthyosis with confetti / revertant mosaicism / 組換え
Outline of Research at the Start	Ichthyosis with confetti(IWC)は遺伝性疾患であるにも関わらず、患者皮膚の一部で相同組換えにより遺伝子変異が後天的に消失し、自然治癒することが知られている。本研究では、変異ケラチンがbreak-induced replication (BIR)を誘導し病因変異が消失するという仮説を立てた。BIRやDNA損傷、その他の組換えのマーカーや複製ストレス応答の解析を行い、変異ケラチンがBIRを誘導する分子機構を同定できれば、生命現象に必須の相同組換えに関わる新たな因子の同定や、遺伝性疾患を相同組換え誘導によって治療するという全く新しい治療法の創出が期待できる。
Outline of Annual Research Achievements	Ichthyosis with confettiはケラチン10またはケラチン1遺伝子の変異により発症する常染色体顕性遺伝性疾患であり、病変部皮膚の一部のケラチノサイトから病因変異が消失し、自然治癒することが知られている疾患である。本研究では、変異タンパク質が核移行し、複製ストレス応答を変化させることでbreak-induced replicationを誘導し病因変異が消失することの証明を目指している。本年度は、変異ケラチン10の物性について評価を行った。興味深いことに、1.6ヘキサンジオール添加で変異ケラチン10は溶解し、非添加で凝集塊を形成することを示した。これは変異ケラチン10がliquid liquid phase separationを示すことを表している。さらに、この変異ケラチン10は変異KRT10 mRNAの翻訳を阻害するなど、直接的にmRNAと結合することを見出した。なお、これらの所見は、ケラチン10遺伝子のミスセンス変異体（表皮融解性魚鱗癬の原因）ではみられなかった。これらの結果は、変異ケラチン10が直接的にDNAと結合し、相同組換えを誘導している可能性を示しているのかもしれない。今後は、変異ケラチン10のliquid liquid phase separationという物性に着目して研究を推進していくつもりであり、ichthyosis with confettiに加えて他の常染色体顕性遺伝性疾患に対する新しい治療法の開発を目指していく。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 変異ケラチン10の物性を検討したところ、liquid liquid phase separationを示すことを明らかにした。これは世界で初めての知見であり、順調に実験が進んでいることの証左である。
Strategy for Future Research Activity	今後は、変異ケラチン10のliquid liquid phase separationという物性に着目して研究を推進していくつもりであり、DNAと変異ケラチン10が直接結合し、相同組換えを誘導するのか、解明していく予定である。