Reg遺伝子ファミリー全欠損による再生不全疾患モデル動物の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11557009
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 那谷 耕司 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (90202233)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 一郎 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (50250741) ; 高澤 伸 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (50187944)
• Keywords: Reg / 再生遺伝子 / Pancreatic islet β-cells / Regeneration / 遺伝子ファミリー / 糖尿病 / Cre-lox Pシステム / BACクローン

Research Abstract

本研究の目的は、膵β細胞や神経組織の再生・増殖に関与しているRegファミリーの遺伝子を全て欠失したマウスを作製し、Regファミリーの機能を解析すると共に、このReg遺伝子ファミリー欠損マウスを組織再生不全の新たなモデル動物として開発することである。平成13年度の研究では以下のように成果が得られた。
平成11年度の研究では既知のマウスRegファミリー遺伝子の染色体上での配列を決定し、それを基にノックアウト用ベクターを設計したが、平成12年度の研究で染色体上の同じ領域に新たなRegファミリー遺伝子が存在していることが明らかとなった。新規Regファミリー遺伝子はtype III Reg遺伝子に属しており、Reg IIIδと名付けた。またこの領域には新たなRegファミリー遺伝子は存在していなかった。
以上の研究成果によりReg IIIβ遺伝子とReg IIIγ遺伝子がRegファミリー遺伝子のクラスターの両端にあることが明らかとなったので、平成13年度の研究ではノックアウト用ベクターを再設計し、1)Reg遺伝子ファミリーのクラスターに対してReg IIIβ遺伝子の外側にlox P配列が挿入されたノックアウト用ベクターを作製した。2)Reg遺伝子ファミリーのクラスターに対してReg IIIγ遺伝子の外側にlox P配列が挿入されたノックアウト用ベクターを作製した。3)現在1)で作製したべ'久ターをES細胞に導入し、染色体上の遺伝子が相同組換えにより入れ換わった変異細胞株の分離を試みている。
最近になりRegファミリー遺伝子クラスターの外にもRegファミリー遺伝子が存在することがヒトで報告され、クラスターを欠失しただけではReg遺伝子ファミリー全欠損にはならない可能性が出てきた。一方研究代表者らは最近になりReg受容体を単離し、その実体を明らかにしている。研究代表者らが単離したReg受容体は膵ランゲルハンス島以外の種々の組織でも発現しており、type I以外のRegファミリー蛋白質とも結合すること、またこれまでに他のReg受容体が見つかっていないことから、研究代表者らが単離したReg受容体がRegファミリー蛋白質と結合する唯一の受容体である可能性が考えられる。そこで平成13年度の研究ではReg遺伝子ファミリー欠損マウスの作製と並行して、4)Reg受容体欠損マウスの作製を行っている。これまでにノックアウト用ベクターをES細胞に導入して染色体上の遺伝子が相同組換えにより入れ換わった変異細胞株の分離に成功しており、現在キメラマウスの作製を試みている。

Research Products

• [Publications] Akiyama T: "Activation of Reg gene, a gene for insulin-producing β-cell regeneration : Poly(ADP-ribose) polymerase binds Reg promoter and regulates the transcription by autopoly(ADP-ribosyl) ation"Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. 98・1. 48-53 (2001)
• [Publications] Harada K: "Human REG I gene is up-regulated in intrahepatic cholangiocarcinoma and its precursor lesions"Hepatology. 33・5. 1036-1042 (2001)
• [Publications] Fukushi Y: "Identification of cyclic ADP-ribose-dependent mechnisms in pancreatic muscarine Ca^<2+> signaling using CD38 knockout mice"Journal of Biological Chemistry. 276・1. 649-655 (2001)
• [Publications] Yamamoto Y: "Development and prevention of advanced diabetic nephropathy in RAGE-overexpressing mice"Journal of Clinical investigation. 108・2. 261-268 (2001)
• [Publications] Nakazawa T: "Complete suppression of insulitis and diabetes in NOD mice lacking interferon regulatory factor-1"Journal of Autoimmunity. 17・2. 119-125 (2001)
• [Publications] Chini EN: "CD38 is the major enzyme responsible for synthesis of nicotinic acidadenine dinucleptide phosphate in mammalian tissues"Biochemical Journal. 362・1. 125-130 (2002)
• [Publications] Antonelli A: "Anti-CD38 autoimmunity in patients with chronic autoimmune thyroiditis or Grave's disease"Clinical & Experimental Immunology. 126・3. 426-431 (2001)
• [Publications] Saito A: "Transgenic CuZn-superoxide dismutase inhibits NO synthase induction in experimental subarachnoid hemorrhage"Stroke. 32・7. 261-268 (2001)
• [Publications] Okamoto H: "Enhancement of Reg-induced β-cell regeneration by hepatocyte growth factor"Diabetes. 50・Suppl.2. A336-A336 (2001)
• [Publications] 那谷耕司: "Reg遺伝子の過剰発現によるNODマウスの糖尿病発症抑制"糖尿病. 44・Suppl.1. S90-S90 (2001)
• [Publications] 中川 圭: "Regによる膵β細胞massの調節におけるHGFの役割"糖尿病. 44・Suppl.1. S90-S90 (2001)
• [Publications] 米倉秀人: "糖化蛋白受容体(receptor for AGE, RAGE)の分子多様性とAGE結合能"糖尿病. 44・Suppl.1. S191-S191 (2001)
• [Publications] 小林誠一: "インスリン産生細胞増殖因子Reg受容体の構造・発現・機能"生化学. 73・2. 132-132 (2001)
• [Publications] 秋山貴子: "Reg遺伝子の転写誘導とポリADPリボシル化による転写調節機構"生化学. 73・2. 132-132 (2001)
• [Publications] 那谷耕司: "膵β細胞でReg遺伝子を過剰発現するNODマウスでは糖尿病発症が抑制される"生化学. 73・8. 1012-1012 (2001)
• [Publications] 中川 圭: "膵β細胞におけるHGF遺伝子の転写誘導とその意義"生化学. 73・8. 1011-1011 (2001)
• [Publications] 米倉秀人: "後期糖化反応生成物受容体(receptor for AGE, RAGE)の分子多様性の発見"生化学. 73・8. 1021-1021 (2001)
• [Publications] Petrova RG: "AGE-induced impairment of calcium transient in cardiac myocytes"生化学. 73・2. 1022-1022 (2001)
• [Publications] 中川 圭: "インスリン産生細胞におけるHGF遺伝子の誘導とその意義"生化学. 73・12. 1464-1464 (2001)
• [Publications] Okamoto H: "Activation of cyclin Dl by Reg for β-cell regeneration"Diabetes. 51(in press). (2002)
• [Publications] Okamoto H: "Recent advances in the OKAMOTO model : The CD38-cyclic ADP-ribose signal system and the Reg-Reg receptor system in β-cells"Diabetes. 51(in press). (2002)
• [Publications] Unno M: "Production and characterization of Reg knockout mice : Reduced proriferation of pancreatic β_cells in Reg knockout mice"Diabetes. 51(in press). (2002)
• [Publications] Takasawa S: "Pancreatic β-cell death, regeneration and insulin secretion : Roles of poly(ADP-ribose) polymerase and cyclic ADP-ribose"International Journal of Experimental Diabetes Research. (in press). (2002)
• [Publications] 高沢 伸: "Reg-Reg受容体によるβ細胞cyclin Dl遺伝子の活性化"糖尿病. 45(in press). (2002)
• [Publications] Okamoto H: "Wiley Encyclopedia of Molecular Medicine"John Willy & Sons,Inc.. 4 (2002)
• [Publications] 海野倫明: "分子糖尿病学の進歩-基礎から臨床まで-"渥美義仁、門脇 孝、春日雅人、清野 進 (金原出版). 5 (2001)
• [Publications] Takasawa S: "Cyclic ADP-ribose and NAADP : Structure, Metabolism and Physiological Functions"Kluwer (in press).