2004 Fiscal Year Annual Research Report

ヒト遺伝性疾患GCPSの相同疾患マウスにおける無嗅脳症と多指症の分子メカニズム

Research Project

Project/Area Number	16591075
Research Institution	Tottori University
Principal Investigator	成瀬一郎国立大学法人鳥取大学, 医学部, 教授 (20113326)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	上田悦子国立大学法人鳥取大学, 医学部, 助手 (40335526)
Keywords	Gli3 / Shh / Fgf8 / 多指症 / 無嗅脳症 / GCPS / Pdn
Research Abstract	我々が系統維持している遺伝性多指症/無嗅脳症マウス(Pdn)の責任遺伝子はGli3で、Pdn/Pdnで発現抑制が認められるが、その原因はGli3のイントロン3にトランスポゾンが挿入されているためである。Pdn/Pdnは、責任遺伝子の相同性や、表現型の類似からGreig cephalopolysyndactyly syndrome(GCPS)の相同疾患であると考えてきた。Pdn/Pdnの15-20%が外脳症を発症し、残る80-85%は無嗅脳症であることから、無嗅脳症と外脳症との間には連続性があると考えた。そこで、本年度は、このPdn/Pdnマウスに発症する外脳症の分子メカニズムの解明を試みた。カビ毒であるochratoxin A(OTA)は、マウス神経管閉鎖異常を惹起することが知られている。Pdn/PdnにOTAを投与すると、神経管閉鎖異常が増加した。つまり、Pdn/PdnはOTAによる催奇形性の感受性が高いことを意味している。感受性の高さは、Gli3遺伝子発現量が抑制されていることに原因していると考えられる。この条件を設定した後、胎生9日胚を摘出し、卵黄嚢膜からジェノミックDNAを抽出し、PCRで遺伝子型を決定した後、胚本体をwhole mount in situ hybridization(WISH)法で遺伝子発現を調べた。 WISH法では、Gli3に関連する遺伝子として、ShhとFgf8の発現を調べた。Shhは、ventral forebrain、floor plate、notochordに発現が認められたが、無処理の+/+に比べPdn/Pdnでは差が認められなかった。OTA処理によって神経管閉鎖異常を誘発した胚でも異所性の発現を認めなかった。一方、Fgf8では、無処理の+/+でanterior neural region(ANR),commisural plate、 ventral isthmalneuroepitheliumに発現が認められた。無処理の+/+に比べPdn/Pdnでは、ANRで強く細長く発現していた。このことから、Fgf8の遺伝子発現はGli3発現抑制の影響を受けていることが確実になった。OTA処理され頭部神経管が閉鎖していないPdn/Pdn9日胚では、Fgf8遺伝子がANRで広く強く発現している個体も認められた。このことから、Gli3発現抑制と環境要因であるOTAによる相乗効果によって、Fgf8が異所的かつ過剰に発現し、外脳症を発症していることが示唆された。