Second-hit gene mutations for developing renal cell carcinoma in VHL disease

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K09169
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 辛島 尚 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (60304672)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 執印 太郎 高知大学, 医学部附属病院, 特任教授 (70128601) ; 津田 雅之 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 准教授 (90406182)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: VHL / PBRM1 / CRISPR/Cas9

Outline of Annual Research Achievements

１．研究開始当初の背景：　VHL病の自然史は未だ不明な点が多く、これまでのVHLノックアウト/トランスジェニックマウスではヒトと同様の腫瘍形成は認められず、臨床像を正確に反映する疾病モデルを用いた個体での観察が望まれる。我々は、腫瘍の発生にはVHL遺伝子変異に続き、他の遺伝子の二次ないし三次変異（セカンド/サードヒット）が必要と仮説した。
２．研究の目的：　上記を証明するためには、モデル動物を用いた個体での観察が必須であり、本研究では新しいゲノム編集技術であるCRISPR/Cas9を用いて、腫瘍形成能を有するVHL疾病モデルマウスを製作する。
３．研究の方法：　変異VHL遺伝子を持つドナーベクターとともに、切断したい標的塩基配列に相補的な配列を含むguide RNAとDNA切断酵素Cas9 タンパク質をマウスの受精卵に顕微鏡下注射を行う。この受精卵を仮親マウスの卵管へ移植する。出産されたマウスの組織を用いたシークエンスを行い、ゲノム編集が行われたマウスを選別する。VHL/+/-/KOマウスを製作した。
４．研究成果：　VHL/+/-/KOマウスは約2年間の観察でこのマウスに表現型での異常は認めなかった。PBRM1においても/+/-/KOマウスを作製した。VHL/+/-/KOマウスと自然交配を行ったが、約1年の段階で腫瘍発生は認められなかった。一方、PBRM1遺伝子/+/-/KOマウスは半数ほどのマウスが死亡した。脾臓のリンパ濾胞の萎縮・消失が見られた。また、末梢血の観察において、PBRM1遺伝子/+/-/KOマウスはWTマウスと比較すると、好中球％が低かった。PBRM1遺伝子/+/-/KOマウスは軽度の免疫不全を潜在的に有し、WTでは問題にならない程度の軽微な感染症により、免疫的に不安定な離乳時期に重なりマウスが死亡したと考えた。