2018 Fiscal Year Research-status Report
エナメル質形成不全症原因遺伝子FAM83Hの遺伝子改変マウスを用いた疾患研究
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17K08293
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
久家 貴寿 摂南大学, 薬学部, 助教 (20551857)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 光穂 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 難治性疾患研究開発・支援センター, プロジェクト研究員 (20432536)
朝長 毅 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬デザイン研究センター, 上級研究員 (80227644)
山岸 伸行 摂南大学, 薬学部, 教授 (60298685)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | FAM83H / エナメル質 / ケラチン / 皮膚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、優性遺伝性低石灰化型エナメル質形成不全症（ADHCAI）の原因遺伝子FAM83Hの遺伝子改変マウスを解析することによって、ADHCAIの発症メカニズムを解明することである。2017年度に、FAM83H遺伝子改変マウスの歯牙組織のエナメル芽細胞、皮膚表皮の基底細胞などにおいてケラチン骨格の異常が起こることを、抗ケラチン14抗体を用いた免疫染色法で明らかにしている。また、FAM83H遺伝子改変マウスの皮膚基底細胞層などにおいて、細胞間接着異常が起こることも、電子顕微鏡解析などから明らかにしている。2018年度は、抗ケラチン1, 5, 10抗体などを用いて、FAM83H遺伝子改変マウスのケラチン骨格をさらに詳細に解析した。皮膚表皮では、基底細胞だけでなく、有棘細胞などでもケラチン骨格異常が起ることを見出している。2017年度までに、6週齢のFAM83H遺伝子改変マウスの歯のエナメル質を、走査型電子顕微鏡やコンタクトマイクロラジオグラムで解析している。これらの解析からは、FAM83H遺伝子改変マウスがADHCAIを発症していることを示唆する結果を得ることはできなかった。一方、FAM83H遺伝子改変マウスは、離乳直後に低頻度で死亡することが分かってきており、死亡したマウスの中には、切歯が折れているものがあった。FAM83H遺伝子改変マウスでは、低い頻度で歯の異常が発生し、異常が発生したマウスは離乳直後に死亡してしまう可能性も考えられた。2018年度は、上述の各種表現型の再現を取るために、これまでに用いていたFAM83H遺伝子改変マウス（系統１）とは、異なる組換え受精卵から樹立したFAM83H遺伝子改変マウス（系統２）の飼育、組織検体の収集を行った。2019年度に、系統1と系統2の遺伝子改変マウスの解析結果を統合し、FAM83Hの歯牙組織等における役割を確定する。
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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
当初計画通りに、2017年度にFAM83H遺伝子改変マウス（系統1）が優性遺伝性低石灰化型エナメル質形成不全症(ADHCAI)を発症するかどうかを検討した。エナメル質の走査型電子顕微鏡解析やコンタクトマイクロラジオグラム解析を行った結果は、FAM83H遺伝子改変マウス（系統1）はADHCAIを発症していない、という結論を支持していた。FAM83H遺伝子改変マウス（系統1）が疾患モデルマウスにはならない可能性が考えられたため、2018年度は、当初計画時に立てた対応に従い、FAM83H遺伝子改変マウス（系統2）がADHCAIのモデルマウスになりうるのかどうかの検討を開始した。FAM83H遺伝子改変マウス（系統2）は、FAM83H遺伝子改変マウス（系統1）と同様に、FAM83H遺伝子にヒトの患者と同様の変異を持つが、系統1と系統2のマウスではやや変異の入り方が異なっている。現在、系統2マウスの繁殖、組織検体の収集を進めている段階であり、2019年度にエナメル質の詳細な解析を行う予定である。また、当初計画通りに、2017、2018年度にかけて、FAM83H遺伝子改変マウスの、歯牙組織のエナメル芽細胞、皮膚組織の表皮細胞などの詳細な解析を行った。FAM83H遺伝子改変マウスでは、エナメル芽細胞と皮膚表皮細胞のどちらにおいても、細胞形態異常、ケラチン骨格異常、細胞間接着異常が起こっていることが示唆されている。2019年度に、これらの異常がADHCAIに繋がるかどうかを分子レベルで調査する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々が作成したFAM83H遺伝子改変マウス（系統1）は、ヒトの優性遺伝性低石灰化型エナメル質形成不全症（ADHCAI）患者と同様のFAM83H遺伝子変異を持ってはいるが、ADHCAIの症状を示していない。他の研究グループが作成したFAM83Hノックアウトマウス、トランスジェニックマウス（過剰発現）、FAM83H遺伝子の変異が原因でCKCSID皮膚疾患を発症したイヌにおいても、エナメル質に明確な異常は見られていない。2019年度にFAM83H遺伝子改変マウス（系統2）のエナメル質を解析するが、このマウスがADHCAIを発症していれば、ADHCAIモデル動物の樹立に世界で初めて成功することになる。ADHCAIモデルマウスの樹立に成功した場合は、このマウスを用いて、疾患発症メカニズム解明に向けた研究を進める。系統2マウスがADHCAIを発症していなかった場合は、ヒトとは異なり、げっ歯類はADHCAIを発症しないことを想定する必要が生じる。この場合は、当初計画の対応策通りに、FAM83Hの、歯牙組織における機能の解明研究を最優先に進める。2018年度までに、FAM83H遺伝子改変マウスのエナメル芽細胞において、ケラチン骨格異常などの様々な異常が起こることを見出している。ケラチン骨格は、ヘミデスモソーム、デスモソーム細胞接着構造体の足場であることが知られている。これら細胞接着構造体の構成タンパク質の異常がエナメル質形成不全を引き起こすことも知られている。これらを踏まえると、ケラチン骨格異常がADHCAIの疾患発症メカニズムの根底にある可能性が十分に考えられるため、2019年度にその可能性を裏付けるデータを取得する。
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| Causes of Carryover |
2018年度、マウスの飼育施設を、医薬基盤研究所から摂南大学に移転した。移転作業、移転後のマウスの繁殖等に時間を要したため、一時、マウス組織検体の収集と解析が止まった。その結果、解析に必要な費用等が減少した。2018年度に予定していた残りの研究計画は、全て2019年度に行うため、最終的な使用額に変更は生じない。
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[Journal Article] Desuppression of TGF-β signaling via nuclear c-Abl-mediated phosphorylation of TIF1γ/TRIM33 at Tyr-524, -610, and -1048.2019
Author(s)
Yuki R, Tatewaki T, Yamaguchi N, Aoyama K, Honda T, Kubota S, Morii M, Manabe I, Kuga T, Tomonaga T, Yamaguchi N
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Journal Title
Oncogene
Volume: 38
Pages: 637-655
DOI
Peer Reviewed
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