2016 Fiscal Year Annual Research Report
優性遺伝性GH1遺伝子異常症モデルマウスの作製と発症機序の解明
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16H07081
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
有安 大典 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 特定事業研究員 (60338100)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | 成長ホルモン分泌不全性低身長症 / 小胞体ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
常染色体優性遺伝性GH1遺伝子異常症(本症)の発症機序を解明するため、マウス内在性遺伝子をヒトGH1遺伝子に置換したヒト化GHマウスを作製、ヒト本症患者の表現型を再現するモデルマウスの作製に成功した。本症の発症機序として野生型GH－変異型GH(Δ3 GH)のヘテロダイマー形成によるという説(仮説①)、Δ3 GH単独による小胞体ストレスによるという説(仮説②)があるため、H28年度、上記モデルマウス下垂体を用いて仮説①、②について検証を行った。
まず、モデルマウスにおけるGH産生障害は、mRNAのレベルで起こっていることが明らかとなった。上記両仮説ではGH産生障害はタンパクレベルで起こることが予想されるため、この結果は両仮説に矛盾するものであった。下垂体全体でのGH1 mRNAの低下は、各種検討の結果、GH産生細胞数および細胞内GH1 mRNAの両方が低下した結果であった。
疾患モデルマウス下垂体の電子顕微鏡像にて粗面小胞体の著明な拡張、細胞質巨大凝集体の存在が明らかになり、これらの所見がΔ3 GHのみ産生されるマウスでも認められることから、本症の発症には野生型GHは必須ではないことが明らかになった。このことから上記仮説①は否定的と考えられたが、一方で仮説②を支持するような小胞体ストレス応答経路の活性化、細胞死などは各種検討の結果認められなかった。以上より、本症の発症機序には上記両仮説以外の別の機序が関与している可能性が示唆された。
H29年度の計画に必要になる、Cre driverマウスの作製、小胞体ストレスタンパクノックインマウスの作製は、ES細胞レベルでゲノム編集が終了しており、今後キメラマウスの作製を行っていく予定である。
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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
研究計画に記載した、以下の事項を検証できたため。
①得られたモデルマウスの表現型がGH1 mRNAレベルで起こっており、GH産生細胞数および細胞内GH1 mRNAの両方が低下していることを確認できた。
②電子顕微鏡像にて粗面小胞体の拡張、細胞質巨大凝集体の存在を確認できたこと。
③小胞体ストレス応答について検証を行うことができたこと。
④H29年度の研究に必要な各種ゲノム編集がES細胞レベルで終了したこと。
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| Strategy for Future Research Activity |
本症の発症機序が、従来言われていた仮説①および②のどちらでもないことが予想されたため、研究計画に沿って、下垂体で発現するmRNAの網羅的解析を行う予定である。
GH産生細胞特異的に発現するGH放出ホルモン受容体(Ghrhr)遺伝子の発現がmRNAレベルで低下していることが本症のGH分泌不全を引き起こしている可能性が強いと考えられるため、Ghrhr遺伝子のpromoter活性を評価するために同遺伝子座にLacZをノックインしたマウスを作製し、X-gal染色を行う予定である。
Ghrhr遺伝子のpromoter活性が低下していた場合には、Ghrhr遺伝子の上流に結合する核内転写因子の発現低下を想定し、候補核内転写因子の細胞内局在やpromoterへの結合の有無を検証する予定である。
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