2017 Fiscal Year Research-status Report
疾患特異的iPS細胞を用いた骨伸長メカニズムの解明
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16K09985
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
北中 幸子 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30431638)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 疾患特異的iPS細胞 / Kenny-Caffey症候群 / 低身長 / 副甲状腺機能低下症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Kenny-Caffey症候群2型（KCS2）は、著明な低身長、副甲状腺機能低下症、長管骨の骨膜肥厚などを特徴とする症候群である。KCS2の原因遺伝子FAM111Aは、エクソーム解析により我々が同定した遺伝子である。しかし、FAM111Aの生体内における機能はほとんどわかっておらず、一つの変異によって、なぜ多彩な表現型をきたすのか、そのメカニズムは全く不明である。本研究では、FAM111Aの変異によっておこる症状の発症メカニズムを、患者の細胞から作成した疾患特異的iPS細胞やモデル動物を用いて解析することを目的とする。多彩な症状がある中で、まず特に骨伸長の障害による低身長の発症メカニズムを解析する。本疾患の低身長は、成長軟骨の異常を伴っており、何らかの機序により、軟骨細胞の分化増殖の異常をきたしている可能性が考えられる。そこで、患者由来の疾患特異的iPS細胞を用いて、軟骨等の細胞を作成し、FAM111Aによる骨伸長のメカニズムを検討する。これまでに全国から2名の患者に協力を得て、疾患特異的iPS細胞の作成に成功した。現在、その細胞の特性を研究中である。また疾患特異的iPS細胞におけるFAM111Aの発現を解析している。さらに、培養軟骨細胞に疾患原因となる遺伝子変異を恒常的に発現させて、軟骨細胞分化増殖能の変化を解析した。その結果、遺伝子変異によって、軟骨細胞増殖が低下することがわかった。また、軟骨分化が障害され、軟骨に発現するCOL2A1、COL10A1遺伝子発現が変化することが判明した。また、同時にモデル動物の作出を行なっていたところ、順調に研究がすすみ、骨伸長に影響することが判明しつつある。今後は、モデル動物の解析を中心に研究をすすめる予定である。
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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
疾患特異的iPS細胞を作成した。各細胞からmRNAを取り出し、FAM111Aの発現を解析した。また、疾患特的変異を導入したFAM111Aを発現する遺伝子改変マウスを作成し、骨伸長への影響がみられることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
iPS細胞から軟骨細胞への分化誘導と解析を行う。軟骨細胞への分化誘導は、すでに連携研究者の斎藤らが確立した方法を用いて行う。疾患特異的iPS細胞と、正常コントロールを比較して行い、軟骨への分化速度、形態の観察、軟骨マトリクス染色、軟骨に発現するCOL2A1、COL10A1、PTH、PTHrPなどの遺伝子発現を比較する。現在、培養軟骨細胞であるATDC5細胞や初代軟骨細胞を用いて、FAM111Aの野生型及び変異体の発現による変化を解析しているところであり、その結果をもとに、FAM111A変異によって起こりうる変化を、分化誘導した軟骨細胞を用いて検討する。さらに、疾患と対照の発現遺伝子の違いから予測される関連因子や、発現遺伝子や蛋白を網羅的に比較して、表現型に密に関連するFAM111Aに直接制御される候補因子を特定する。既知の因子であれば、その発現をコントロールする遺伝子群の変化を解析する。これまでの研究から、FAM111Aの作用部位は軟骨と考えているが、骨細胞である可能性もある。現在、培養骨細胞におけるFAM111Aの発現や、変異体導入による変化をみているところであり、骨細胞に異常が認められた場合は、骨細胞への分化誘導実験も行う予定である。
同時に、モデル動物の解析をすすめる。作出しつつあるモデルマウスにつき、表現型解析を行う。また、骨軟骨染色、組織切片の解析を行う。
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| Causes of Carryover |
端数をあわせることができなかったため。
2018年度には、モデル動物の解析とiPS細胞の解析の両者をすすめる予定であり、本研究費は全額使用予定である。
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[Journal Article] Novel DHCR7 mutation in a case of Smith-Lemli-Opitz syndrome, showing 46,XY disorder of sex development.2017
Author(s)
45. Tamura M, Isojima T, Kasama T, Mafune R, Shimoda K, Yasudo H, Tanaka H, Takahashi C, Oka A, Kitanaka S
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Journal Title
Hum Genome Var
Volume: 4
Pages: 17015
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Steroid-resistant nephrotic syndrome as the initial presentation of nail-patella syndrome: a case of a de novo LMX1B mutation.2017
Author(s)
46. Nakata T, Ishida R, Mihara Y, Fujii A, Inoue Y, Kusaba T, Isojima T, Harita Y, Kanda C, Kitanaka S, Tamagaki K
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Journal Title
BMC Nephrol
Volume: 18
Pages: 100
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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