2019 Fiscal Year Research-status Report
Identification of genetic factors act on heterogeneous pathology in microphthalmia using rat model
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19K06473
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
和田 健太 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (20508113)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 小眼球症 / ラットモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Nodai aphakia（NAK）ラットは眼球組織を欠損した突然変異である。我々は、NAKラットと遺伝的背景の異なるBrown Norway（BN）およびWister（WI）系統との交配個体はヒト小眼球症にみられる病態の不均一性を示し、さらに交配する系統によって発症頻度が異なることを明らかにしてきた。本研究は、NAKラットの眼球欠失および表現型の不均一性に作用する遺伝子変異を同定するために、以下の項目において実験を実施した。
1. F344にCyp4v3のnakアレルを導入した変異ラットの作製：F344.Cyp4v3-nakを導入するための予備実験として、NAKとF344のF1および戻し交配家系を作製し、それらの表現型解析を行った結果、これまでのBNおよびWIとの交配個体よりも著しい小眼球症の発症率を示した。戻し交配では眼球を完全に欠損する個体が70%を超え、これまで発症個体が確認されなかったF1においても多くの個体に発症が認められた。特にNAKを母親としたF1に高い発症率が認められたことから、我々はNAKに小眼球症の発症を強める母体因子があると予測した。そこでミトコンドリアDNA解析を行った結果、他の系統には報告されていない複数の点突然変異を同定した。このように、F344はnak変異に強い感受性を有していたことから、計画を変更し、Cyp4v3のnak変異を導入したマウスの作製を進めている。
2. 眼球発生におけるCYP4V3、GJA8、TTI2およびABCA4の発現解析：NAKにおいて、CYP4V3、GJA8、TTI2およびABCA4をコードする遺伝子の変異が検出されたことから、これらは眼球発生における役割を有することが予測された。そこで、これらの発生過程の眼球における免疫組織染色を行った。その結果、これら4種の分子は眼球、あるいは角膜上皮原基に局在することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
一般的な近交系ラット系統であるF344における高いnak感受性は予想と異なり、変異系統の作出には適さないと判断された。一方、F344には強力なnak感受性遺伝子、NAKの母体効果と新たなミトコンドリアDNA変異の存在が明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、Cyp4v3.nakマウスの作製を進めている。また、思いもよらず、F344において高いnak感受性、母体効果の存在を発見できたことから、その遺伝因子の解明のために、F2個体を用いた遺伝解析を行う。加えて、申請時の課題であるCYP4V3、GJA8、TTI2およびABCA4について、発生過程の眼球における発現解析を継続して行い、さらにPAX6などのマーカータンパク質の免疫組織染色についても進める予定である。
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| Causes of Carryover |
変異系統のジェノタイピングのためのDNAシークエンス解析が本年度は実施できなかった。これについては次年度に解析を持ち越して実施する予定である。
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