Elucidation of mechanism on congenital abnormality in the maxillofacial region focusing on DNA repair mechanism

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03849
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 前田 健康 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40183941)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大峡 淳 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40266169) ; 佐伯 万騎男 新潟大学, 医歯学系, 教授 (30273692) ; 柿原 嘉人 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40379938)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: DNA修復 / Reptin / 顎顔面発生

Outline of Annual Research Achievements

遺伝情報の継承と発現を担う高分子生体物質であるDNAは、酸化ストレス、紫外線、放射線、化学物質などさまざまな要因により日常的に損傷を受けている。しかしながら、DNA 修復機構により損傷したDNA分子はすみやかに修復される。DNA分子の損傷は細胞の存在を危機に陥れるため、DNA修復は細胞生存に必要不可欠かつ重要なプロセスである。そこで、我々はDNA修復分子であるReptinに着目し、Reptinの組織特異的欠損マウスを作成したところ、Reptin欠損マウスの顎顔面部に先天奇形が引き起こされた。この結果は、母胎内は外部環境から遮断・隔離され、DNA損傷は起こさないと考えられている胎仔にDNAの損傷が生じること、また精密なプログラム下で発生が制御されているはずの胎仔に生じたエラーは先天異常につながることを示している。先天性疾患の約1/3に顎顔面の形態異常が認められることは、顎顔面発生には顎顔面特有の特殊な要因が関わっていることが示唆されるが、その詳細は全く不明である。胎仔におけるDNA損傷・修復と、その顎顔面部の先天奇形発症への関わりを明らかにするため、本研究では、 Reptinの顔面形成における役割を解明する。Reptinを上皮から特異的に除去したマウス(Reptinfl/fl;K14Cre)を作成したところ、胎生14.5から歯胚、口腔粘膜上皮、毛包、皮膚の上皮の細胞増殖が停止した。その際にDNA損傷も確認された。Reptinが胎仔の頭部上皮で胎生14.5日からDNA修復に関わっていることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Reptinfl/fl;K14Cre マウスの数も十分に確保され、その分子レベルでの解析も順調に進行している。他の部位におけるReptin特異的欠損マウスの作成も進んでおり、それらの解析も予定通りの研究遂行が可能と思われる。また、Reptinと関連性の強いPontinの組織特異的欠損マウスの作成も進めている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、セルソーティングやレーザーマイクロダイセクションにより、細胞を獲得し、発現遺伝子をRNA-seq、マイクロアレイ、in situ hybridization, 免疫染色などにて検索する。また、WTの胎児の各ステージにおける頭部上皮において、いかなるDNA修復関連分子が発現しているかマススペクトミーにより解析する。