2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of vitamin D actions using genetically modified rats and application of vitamin D analogs to medical drugs
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19H02889
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
榊 利之 富山県立大学, 工学部, 教授 (70293909)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橘高 敦史 帝京大学, 薬学部, 教授 (00214833)
生城 真一 富山県立大学, 工学部, 教授 (50244679)
安田 佳織 富山県立大学, 工学部, 講師 (70707231)
西川 美宇 富山県立大学, 工学部, 助教 (90749805)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ビタミンD / ゲノム編集 / 作用メカニズム / ビタミンD誘導体 / 乾癬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はゲノム編集により4種の遺伝子改変ラット①変異型ビタミンD受容体VDR(R270L)導入ラット、②VDR-KO、③ビタミンD水酸化酵素CYP27B1-KO、および④CYP24A1-KOラットの作出に成功し、それらの性状比較により多様なビタミンD作用を明らかにした。特に、骨組織、軟骨、皮膚組織の解析に注力し、多くの重要な知見を得た。また、ビタミンD受容体の変異体VDR(R270L)を持つラットと他の遺伝子改変ラットとの比較により、多くの重要な知見を得た。特に、VDRに対して低い親和性をもつ25-ヒドロキシビタミンD3が十分量存在すれば、高い親和性を持つ1α,25－ジヒドロキシビタミンD3の生理作用を補完できるという結論は「1α,25－ジヒドロキシビタミンD3が活性型ビタミンD3であり25-ヒドロキシビタミンD3 はその前駆体である」という従来の「常識」を覆す画期的な結果である。また、イミキモド塗布により得られる乾癬モデルマウスを用いて6種のビタミンD誘導体（いずれも2α位置換体）の効果を調べたところ、現在、乾癬治療に用いられているビタミンD誘導体カルシポトリオールよりも高い効果を示す化合物を複数見出した。一方、ゲノム編集法にてVDRの2重変異体VDR(R270L)/(H301Q)を持つラットの作出を試みて、37匹のF0を得たが、目的の変異体は得られなかったため、方法を変更して再度、試みる予定である。
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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
2019年度作出予定であったVDR-2重変異体VDR(R270L)/(H301Q)ラットについては37匹のF0ラットすべて目的の変異導入は見られなかったが、乾癬モデルマウスを用いた研究で有望なビタミンD誘導体が見られ、予想以上の結果が見られたため、総合的にはおおむね順調という表現が妥当と思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
VDR(R270L)/(H301Q)ラットの作出について、今回用いた方法は野生型ラットゲノムに2か所変異を導入するため、約500塩基の一本鎖DNAによる相同組み換えを狙ったが、難度が高かったと思われる。次回はVDR(R270L)ラットのゲノムにH301Q変異を導入する方法を試みる予定である。乾癬治療用ビタミン誘導体の開発については有望な化合物を複数見出しており、さらに10種程度の新規化合物の効能を調べたい。Erp57遺伝子欠損ラットの作出については致死性になるとの報告があるため、欠損ではなく機能低下の変異体の作出に変更したい。
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