点突然変異アリル群からポストノックアウト時代の疾患モデルマウス開発を目指して

• Project/Area Number: 25430100
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Laboratory animal science
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 村田 卓也 独立行政法人理化学研究所, バイオリソースセンター, 開発研究員 (70305001)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2013: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: 不妊 / 疾患モデル / 内性器 / Wnt / ENU / マウス / 点突然変異マウス / β-カテニン

Outline of Annual Research Achievements

本研究テーマにおいて、ENUミュータジェネシスで得られた約一万系統のマウスアーカイブの中から、βカテニン遺伝子にC429Sミスセンス変異を持つマウスについて解析を重ねた。変異マウスでは、オスメスとも自然交配では不妊ではあった。不妊の原因は、オスにおいては精嚢、メスにおいては膣の異常であることがわかった。生殖器という性分化を起こした、オスとメスで全く異なる器官で形態形成異常が起こる原因は、主にオスの内性器を作るウォルフ管の尾部先端部がオスメスともに過形成になっているという共通性が認められた。このことにより、オスにおいてはオスの精嚢腺が過剰分岐となり精嚢の重複化が起こった。一方メスは、本来消滅すべき尾部側ウォルフ管が過剰に伸張し、間接的に膣の伸張を妨げることにより膣形成不全となった。卵子の以上を伴わない膣形成不全には、ロキタンスキー症候群がヒトの疾患で知られており、ヒト原因遺伝子とβカテニンの関係性を調べる必要性がある。
ウォルフ管の形成異常とβカテニン遺伝子との関連性を調べるために、TOPGALレポータートランスジェニックマウスとのコンパウンド変異体を解析した。βカテニンは、細胞外シグナル伝達分子Wnt経路の下部に位置し、Wntシグナルがオンの場合には、細胞内での分解反応が抑制されて核へタンパク質が移行し、下流遺伝子の転写を制御する。TOPGALレポーターは、Wntシグナルがオンの時にレポーター遺伝子の転写が活性化する。コンパウンド変異体においてTOPGAL遺伝子の発現を調べたところ、ウォルフ管尾部においてオスメスともに強く発現が活性化されていた。従って、βカテニン遺伝子の異常は、何らかのメカニズムでウォルフ管尾部でのみWntシグナルを活性化し、その結果、ウォルフ管尾部の形成異常を通じて精嚢・膣という内性器の携帯以上を引き起こし、結果不妊となっていることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] β-cateninC429S mice exibit sterility consequent to spatiotemporally sustained Wnt signalling in the internal genitalia. (2014)
  • Author(s): Murata T, Ishitsuka Y, Karouji K, Kaneda H, Toki H, Nakai Y, Makino S, Fukumura R, Kotaki H, Wakana S, Noda T, Gondo Y
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 6959-6959
  • DOI: 10.1038/srep06959
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Defective craniofacial development and brain function in a mouse model for depletion of intracellular inositol synthesis (2014)
  • Author(s): Ohnishi T, Murata T, Watanabe A, Hida A, Ohba H, Iwayama Y, Mishima K, Gondo Y, Yoshikawa T
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 289(15) Issue: 15 Pages: 10785-10796
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.536706
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The mouse strain possessing the Cys429Ser base substitution of the β-catenin gene showed spatiotemporal sustainment of the canonical Wnt/ β-catenin signal during organogeneses of internal genitaria (2014)
  • Author(s): 村田 卓也、他
  • Organizer: EMBO Workshop on Wnt signalling
  • Place of Presentation: オーストラリア国 ブルーム市
  • Year and Date: 2014-10-06 – 2014-10-09
• [Presentation] Caudal Wolffian duct with abnormally sustained Wnt/β-catenin signal prevents upper vaginal elongation, which causes vaginal atresia in the β-catenin C429S mouse (2014)
  • Author(s): 村田 卓也、他
  • Organizer: Forty-seventh Annual Meeting, Society for the Study of Reproduction
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国 グランラピッズ市
  • Year and Date: 2014-07-19 – 2014-07-22
• [Presentation] THE C429S MUTAION OF THE CTNNB1, WHICH ENCODES ESSENTIAL COMPONENT OF THE CANONICAL WNT SIGNALING, CAUSED THE INFERTILITIES WITH INTERNAL GENITAL MALFORMATIONS IN THE MOUSE (2014)
  • Author(s): 村田 卓也、他
  • Organizer: Human Genome Meeting 2014
  • Place of Presentation: スイス ジュネーブ市
  • Year and Date: 2014-04-27 – 2014-04-30
• [Presentation] β-catenin^C429S mice cause infertility with spatiotemporally sustained Wnt signal in internal genitalia. (2014)
  • Author(s): 村田 卓也、権藤洋一
  • Organizer: 変異マウス開発セミナー
  • Place of Presentation: 神戸市 理化学研究所 発生再生科学総合研究センター動物資源開発室
  • Invited
• [Presentation] β-カテニン遺伝子にC429Sミスセンス不妊モデルマウス系統における生存力の検討 (2013)
  • Author(s): 村田 卓也、石塚祐一、中井祐治、牧野茂、福村龍太郎、権藤洋一
  • Organizer: 第60回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: つくば市 つくば国際会議場
• [Remarks] 精子や卵子が正常でも不妊になり得る －ゲノムのたった1文字の違いで不妊になることを解明－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20141107_2/digest/
• [Remarks] A new angle on infertility
  • URL: http://www.riken.jp/en/pr/press/2014/20141107_2/
• [Remarks] A genetic twist can lead to infertility
  • URL: http://www.riken.jp/en/research/rikenresearch/highlights/7932/