Developmental etiology of craniofacial abnormalities in Nager syndrome

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06821
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 武智 正樹 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10455355)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 要 匡 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, ゲノム医療研究部, 部長 (40264288) ; 井関 祥子 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (80251544)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Nager症候群 / スプライシング / スプライソソーム / Sf3b4 / Sf3b1 / Pladienolide-B

Outline of Annual Research Achievements

Nager症候群の主な原因遺伝子であるSf3b4の共役因子Sf3b1について、その阻害剤の一つPladienolide-Bを野生型マウスに腹腔内投与して脳や頭蓋顎顔面への影響を詳細に調べた。神経管での細胞死・細胞増殖の異常が見られたが、神経堤細胞には異常は見られなかった。スプライシング機能をさらに低下させるため、Sf3b4のヘテロ欠失マウスに同量のPladienolide-Bを投与したところ、頭部形態形成においてより重篤な異常が見られた。過去の研究結果よりSf3b1やSf3b4単独のヘテロ欠失マウスでは頭部形態形成への顕著な影響は生じないとされていることから、本研究によりSf3bサブユニットの構成要素の機能が顕著に阻害された場合に頭部形態形成に大きな影響が生じることが示唆された。ただしSf3b1、Sf3b4がそれぞれスプライシング以外の機能を有し、それぞれの機能阻害が重複したことが頭部形態形成異常の原因である可能性も否定できなく、今後の研究課題である。
研究期間全体の成果として、まずCRISPR-Cas9システムを用いてSf3b4のノックアウトマウスを作出した。このマウスの詳細な解析より、Sf3b4が中軸骨格の前後方向の形態パターニングと前脳の形態形成に関与することを明らかにし、結果をまとめて学術論文として発表した。また、Sf3b4の共役因子Sf3b1について特異的阻害剤を用いて人為的に機能低下を作り出すことにより、一部のスプライシング因子の頭部形態形成における役割を考察することができた。