2015 Fiscal Year Research-status Report
GDF5を標的とした変形性関節症モデルマウスの開発
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15K06797
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
古市 達哉 岩手大学, 農学部, 教授 (30392103)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 疾患モデルマウス / 変形性関節症 / GDF5 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
GDF5はヒトとマウスの両方で変形性関節症(OA)の発症に関連することが報告されている唯一の遺伝子である。我々はENUミュータジェネシス法によって、GDF5遺伝子にW408Rミスセンス変異を持つM856マウスを同定した。W408R変異タンパクは強力な優性阻害効果を示し、この変異のホモ接合体は肘関節に早発生の OA病態を発症する。しかし、ホモ接合体・ヘテロ接合体とも詳細な病態解析は行われておらず、発症時期、加齢による進行度など不明な点が多く、OAモデル動物としての評価は、十分に行われていない。一方、STR/ortマウスは自然発症のOAモデル動物であり、複数のOAの遺伝要因を持つことが示されているが、これらは未同定のままである。また、OAの発症時期・病態の個体差が大きく、OAモデル動物としての欠点も多い。 本研究の目的は、1) GDF5遺伝子のW408R変異によるOAの病態機序を解明すること、および、2)STR/ort遺伝的背景にW408R変異を導入したコンジェニックマウスを作成し、ヒトOAと同じ遺伝要因 （GDF5変異）を持ち、且つ病態の再現性に優れたOAモデルマウスを開発することである。H27年度は、W408R変異が影響を及ぼすGDF5シグナル伝達経路、下流遺伝子を同定するために、大腸菌を用いたW408R変異リコンビナントタンパク質の発現系の構築を行った。W408R導入STR/ortコンジェニックマウスの作製については、３世代のコンジェニック化が終了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大腸菌を用いた野生型GDF5及びW408R変異リコンビナントタンパク質の発現系を構築した。小スケールで精製し、野生型GDF5の生物活性をATDC5細胞におけるALP誘導能で評価した結果、活性を有することを確認できた。W408R導入STR/ortコンジェニックマウスの作製については、３世代のコンジェニック化が終了した。また、スピードコンジェニックを行うために、M451マウスの遺伝背景であるC57BL/6とSTR/ortの間で異なる多型を示すDNAマーカーを32個同定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
目的1 (W408R変異によるOA発症機序の解明) : 作製した野生型GDF5およびW408Rリコンビナントタンパクをマウス軟骨細胞株ATDC5、または初代培養軟骨細胞に添加し、GDF5下流遺伝子の発現への影響を調べる。またDNAマイクロアレイ法によって、GDF5とW408R変異タンパクを添加した細胞間で、発現量が大きく異なる遺伝子群を同定する。
目的2（W408R導入STR/ortマウスの作製) : 同定したC57BL/6とSTR/ortの間で異なる多型を示すDNAマーカーを利用したスピードコンジェニック法によって、コンジェニック化を継続する。コンジェニック化の完了後、OAモデル動物としての評価（病理学的評価、血清学的評価、遺伝子発現評価）を開始する。
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