2019 Fiscal Year Research-status Report
2型糖尿病の高リスク疾患関連遺伝子による新しい病態と分子機構の解明
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19K11723
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
市川 弥生子 杏林大学, 医学部, 教授 (90341081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
粟崎 健 杏林大学, 医学部, 教授 (60359669)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 2型糖尿病 / 疾患関連遺伝子 / TBC1D4 / GLUT4 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、イヌイットにおいて2型糖尿病の発症リスクが高いと報告されているTBC1D4遺伝子バリアントに注目し、その世界的にも稀少な遺伝子バリアントを持つ日本人の臨床スペクトラムを明らかにすること、ショウジョウバエを用いてTBC1D4 の分子機構と脳機能への関与を明らかにすることを目的に行った。
TBC1D4 遺伝子バリアントを持つ日本人の臨床スペクトラムに関しては、新たに、当科の対象症例1名、東北メディカル・メガバンク機構(ToMMo)から分譲されたDNA試料４検体について、直接塩基配列解析を行った。5名ともR684Xのヘテロ接合体であることを確認し、臨床データベースを構築した。5名(女性3名、男性2名)は、20歳代1名、30歳代1名、60歳代3名であった。いずれも、調査時点では、糖尿病は発症していなかった。
TBC1D4のショウジョウバエオルソログ遺伝子であるpollux遺伝子に注目して、分子遺伝学的ツールである、plx-Trojan-GAL4を利用した発現解析を行った。内在的polluxの発現をGFPでモニターし、細胞レベルでマーカーとなる分子とともに調べた結果、polluxは骨格筋と神経細胞ならびにグリア細胞で発現していることが明らかになった。次に、発現が観察された組織において組織特的なRNAi発現誘導システムを利用して、pollux遺伝子のノックダウンを行いその影響を調べた。筋肉、神経細胞、グリア細胞でのそれぞれ特異的なノックダウンは、個体の発生、生存、運動について顕著な影響を生じないことがわかった。一方で、pollux遺伝子のnull突然変異がホモ致死であるためにこれまで行うことができなかった、成虫における行動や代謝に関するpollux遺伝子阻害の影響の解析が、これらのノックダウン個体を使うことで、行うことが可能であることがわかった。
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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
TBC1D4 遺伝子バリアントを持つ日本人の臨床スペクトラムについては、新たにR684Xヘテロ接合体5例を確認することができた。
ショウジョウバエモデル系を用いた解析において、内因性の発現を観察するためにMiMIC-RMCEという分子遺伝学的な技術を用いて、polluxの発現を細胞レベルで明らかにすることを計画した。当初はこの系統の樹立には時間を要すると考えていたが、幸運にも、公共ストックセンターから供給が行われることとなり、この系統が実験に活用できたことで、個体レベルでの発現解析をスムーズに行うことができた。また、予想通り神経系における発現を実際に確認することができたため、次年度以降の解析を計画通り遂行できることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. TBC1D4 遺伝子バリアントを持つ日本人の臨床スペクトラム
対象症例について、臨床経過をみていくとともに、新規該当例を見出し、日本人における臨床像を明らかにしていく。
２．ショウジョウバエを用いたTBC1D4の分子機構に関する研究
ショウジョウバエにおける神経系ならびに骨格筋におけるpolluxノックダウンの影響を詳細に解析するために、ノックダウン系統における概日リズム、１日の行動量、睡眠量などの行動解析を行う、また、GLUT4との遺伝学的な関連やグルコース代謝について調べる。さらに、ヒトTBC1D4 R684X変異と同等の変異を神経系ならびに筋肉で発現する形質転換体の作出に着手する。
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| Causes of Carryover |
研究の立ち上げに際し、物品費の使用が少なかったが、今後は、臨床データベースの構築、解析を充実させるための物品購入に順次使用していく予定である。
ショウジョウバエを用いた研究において、遺伝子組み換え系統の作成のために分子生物学実験がセーブできたため、消耗品の購入が予想以上に少なかった。これについては、次年度以降に、一部の実験を外注して時間短縮にために活用するなどして、効率的に実験が実施できるように使用していく予定である。
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