Gene dysregulation by single nucleotide polymorphism of hypoxia-inducible transcription factor in molecular pathology of pulmonary hypertension

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08793
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 牧野 雄一 旭川医科大学, 医学部, 教授 (90345033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川口 鎮司 東京女子医科大学, 医学部, 臨床教授 (90297549)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: HIF-3α / SNP / 標的遺伝子 / 低酸素応答

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、低酸素応答抑制分子IPAS/HIF-3α遺伝子破壊マウスが肺高血圧症類似の形質を示す事に着目して研究を展開している。本研究は、IPAS/HIF-3α遺伝子多型が膠原病性肺高血圧症の発症進展にいかなるメカニズムで寄与するか、特に標的遺伝子制御の破綻との関連から解明し、強皮症性肺高血圧症の病態におけるIPAS/HIF-3αの意義を究明することを目指す。本研究は具体的な遂行計画として、①強皮症性肺高血圧症関連IPAS/HIF-3α遺伝子多型が分子機能、特に標的遺伝子制御能に与える影響の解析、②IPAS/HIF-3α遺伝子多型がもたらす病的形質のin vivo解析とその是正法開発の分子基盤の構築を掲げ展開している。
昨年度までに①-1）SNP導入IPAS/HIF-3αが低酸素誘導性遺伝子、AP-1標的遺伝子発現に与える影響の解析、①-2）SNP導入IPAS/HIF-3α特異的標的遺伝子の網羅的解析と意義付けを目ざし、レンチウイルスシステムを用いた、ヒト肺動脈内皮細胞系でのSNP導入IPAS/HIF-3α高発現細胞を作成し、タグ付き野生型、SNP導入IPAS/HIF-3αの発現量をほぼ同等にするシステムを樹立した。低酸素など各種培養条件下で同細胞抽出液、RNAを調整し、低酸素誘導性遺伝子の発現様相を解析した。高発現系では内因性IPAS/HIF-3αの3000倍程度の発現を認めた。SNP導入IPAS/HIF-3α高発現細胞ではマーカーとするET1発現亢進などを認めず、低酸素による標的遺伝子誘導もHexokinase-2などの遺伝子に限られていた。ウイルスによるSNP導入IPAS/HIF-3αの発現レベルが高すぎること、内因性HIF-3aが残存することが原因の可能性があり、HIF-3α遺伝子破壊細胞、破壊動物を作成した上で再検討する予定とした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ヒト肺動脈内皮細胞系で、タグ付き野生型、SNP導入IPAS/HIF-3αの発現量をほぼ同等高発現にするシステムを樹立できたが、発現レベルの調整ならびにIPAS/HIF-3α遺伝子破壊細胞、マウスを作成する必要が生じている。

Strategy for Future Research Activity

ゲノム編集法によりIPAS/HIF-3α遺伝子破壊細胞、動物を作成し、それらを用いSNP導入IPAS/HIF-3αを発現させる系を確立する。

Causes of Carryover

COVID19感染の対応により研究業務に支障が生じたため、今年度未使用額（次年度使用額）が発生した。次年度の具体的計画として、翌年度分と合わせて試薬のに購入に充当する予定である。