コレステロール生合成経路異常による繊毛病発症機構の解明

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 15H01216
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 宮本 達雄 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 講師 (40452627)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2016: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2015: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: 繊毛病

Outline of Annual Research Achievements

Smith-Lemli-Opitz（SLO）症候群は、コレステロール生合成の最終段階を担う7-デヒドロコレステロール還元酵素（DHCR7）が先天的に欠損して生じる常染色体劣性遺伝病である。本疾患はコレステロール欠乏に起因する性腺発達異常に加えて、シリア病を特徴づける多発性腎嚢胞、多指症を合併する。シリア先端部の細胞膜はコレステロール含有量が高く、シリア形成および機能にコレステロールの寄与が示唆される。そこで、本研究ではシリア形態形成とシリア関連シグナル伝達におけるコレステロール代謝の役割を明らかにして、コレステロール代謝異常によるシリア病発症機構の解明を目的とした。
SLO症候群患者細胞をの走査型電子顕微鏡を用いた観察では、繊毛構造は正常コントロール細胞と大きな変化は認められなかった。さらに、hTERT-RPE1細胞をシクロデキストリン処理してコレステロール除去を行っても、繊毛形成率に変化はなかった。これらの結果から、コレステロールは繊毛形成には必要でないことが示された。
次に、コレステロールと繊毛機能の関連を調べた。SLO症候群細胞における繊毛関連シグナルであるソニックヘッジホッグ（Shh）伝達量を同経路の応答遺伝子の発現をqPCR法で定量したところ、健常者細胞に比べてShhシグナル伝達が大きく障害されていた。Shhシグナルの構成分子の細胞内局在を調べた結果、Shh活性化受容体・Smoはコレステロール依存的に繊毛に局在することが明らかになった。SLO症候群細胞に、コレステロールを補充するとShhシグナル伝達の回復が見られたことから、SLO症候群の繊毛病発症は、コレステロールの繊毛機能の低下に起因することが示唆された。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cilia play a role in breaking left-right symmetry of the sea urchin embryo. (2016)
  • Author(s): Takemoto A, Miyamoto T, Simono F, Kurogi N, Kurabayashi MS, Awazu A, Suzuki KT, Yamamoto T, Sakamoto N
  • Journal Title: Genes Cells Volume: in press Issue: 6 Pages: 568-578
  • DOI: 10.1111/gtc.12362
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analysis of individual differences in radiosensitivity using genome editing. (2016)
  • Author(s): Matsuura S, Royba E, Akutsu SN, Yanagihara H, Ochiai H, Kudo Y, Tashiro S, Miyamoto T.
  • Journal Title: Ann ICRP Volume: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ciliopathy in PCS(MVA) syndrome (2015)
  • Author(s): Miyamoto T, Matsuura S
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 6(28) Issue: 28 Pages: 24582-24583
  • DOI: 10.18632/oncotarget.5244
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] YAP is essential for tissue tension to ensure vertebrate 3D body shape (2015)
  • Author(s): Sean Porazinski, Huijia Wang, Yoichi Asaoka, Martin Behrndt, Tatsuo Miyamoto, Hitoshi Morita, Shoji Hata et al.
  • Journal Title: Nature Volume: 印刷中 Issue: 7551 Pages: 217-221
  • DOI: 10.1038/nature14215
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Application of genome editing technology into radiation biology for understanding individual difference of radiosensitivity. (2016)
  • Author(s): Royba E,Akutsu SN,Yanagihara H,Hosoba K,Ochiai H,Kudo Y,Tashiro S, Miyamoto T,Matsuura S
  • Organizer: The 5th International symposium of Phoenix Leader Education Program for Renaissance from Radiation Disaster.
  • Place of Presentation: 東広島
  • Year and Date: 2016-02-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Impact of mutations in ATM gene on individual radiosensitivity in Ataxia-Telangiectasia family members. (2016)
  • Author(s): Royba E,Akutsu SN,Yanagihara H,Ochiai H,Kudo Y,Tashiro S,Miyamoto T,Matsuura S
  • Organizer: The 5th International symposium of Phoenix Leader Education Program for Renaissance from Radiation Disaster.
  • Place of Presentation: 東広島
  • Year and Date: 2016-02-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Insufficiency of BubR1 gene increases structure-chromosomal instability postionizing radiation. (2016)
  • Author(s): Akutsu SN, Royba E, Hosoba K, Miyamoto T, Matsuura S
  • Organizer: The 5th International symposium of Phoenix Leader Education Program for Renaissance from Radiation Disaster.
  • Place of Presentation: 東広島
  • Year and Date: 2016-02-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒト分裂期チェックポイント欠損症における繊毛病発症の分子機序 (2015)
  • Author(s): 宮本達雄
  • Organizer: 2015年NAIST異分野融合ワークショップ「生体における情報伝達制御システムの破綻と疾患」
  • Place of Presentation: 生駒
  • Year and Date: 2015-12-10
  • Invited
• [Presentation] 真性小頭症で同定されたWDR62/MCPH2遺伝子変異による細胞分裂軸制御不全 (2015)
  • Author(s): 政綱宜規、Silvia Natsuko Akutsu、細羽康介、森野豊之、川上秀史、山本卓、清水健司、大橋博文、宮本達雄、松浦伸也
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Introduction of SNPs in human cultured cellsusing single-base-pair editing technique. (2015)
  • Author(s): Miyamoto T, Ochiai H, Yamamoto T, Matsuura S
  • Organizer: Conference on Transposition and Genome Engineering 2015
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2015-11-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 真性小頭症で同定されたWDR62/MCPH2遺伝子変異とゲノム編集技術を利用した疾患モデル細胞の作製 (2015)
  • Author(s): 宮本達雄、政綱宜規、Silvia Natsuko Akutsu、森野豊之、川上秀史、山本卓、清水健司、大橋博文、松浦伸也
  • Organizer: 第60回日本人類遺伝学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] Custom-made system for estimation individual difference of radiosensitivity. (2015)
  • Author(s): Royba E, Akutsu SN, Yanagihara H, Ochiai H, Kudo Y, Tashiro S, Miyamoto T, Matsuura S
  • Organizer: The 74th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2015-10-08
• [Presentation] ゲノム編集法を用いた放射線感受性の個人差を規定する遺伝的素因の同定 (2015)
  • Author(s): 宮本達雄、Ekaterina Royba、Silvia Natsuko Akutsu、柳原啓見、落合博、工藤美樹、田代聡、山本卓、松浦伸也
  • Organizer: 第40回中国地区放射線影響研究会発表プログラム
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-07-07
• [Presentation] ヒト培養細胞における1本鎖DNAを用いた簡便な放射線感受性候補SNP導入法の開発 (2015)
  • Author(s): 宮本達雄、柳原啓見、落合博、山本卓、松浦伸也
  • Organizer: 第56回原子爆弾後障害研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-06-07
• [Presentation] Inducible Cas9/CRISPR System as a Tool to Study DNA Damage Response. (2015)
  • Author(s): Miyamoto T, Oka T, Nakano S, Matsuura S
  • Organizer: The 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-05-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Generation of SNP-knock-in Cells Using CRISPR/Cas9 System for Elucidation of the Effect on Radiation Sensitivity. (2015)
  • Author(s): Yanagihara H, Miyamoto T, Royba E, Akutsu SN, Matsuura S
  • Organizer: The 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-05-25
  • Int'l Joint Research