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

2022 Fiscal Year Annual Research 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 / ゲノム編集 / 低酸素 / 肺高血圧

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。
昨年度までの課題として、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高発現細胞において、内因性HIF-3αの残存による干渉を排除するため、HIF-3α遺伝子破壊細胞、破壊動物を作成する必要性が指摘されていた。今年度は、大きなゲノム構造変化をきたさないゲノム編集法を用いたPAS/HIF-3αKOマウスを新規に作成した。この新たなIPAS/HIF-3αKOマウス形質の予備的解析において、前回モデル同様の肺細動脈の筋性動脈化のみならず肺胞間質の肥厚を認め、IPAS/HIF-3α遺伝子欠損により肺動脈ならびに肺胞間質構造のリモデリング異常をきたすことが示された。また、肺組織から抽出したRNAシーケンス解析では、従来の低酸素応答性遺伝子以外に、エラスターゼなどのタンパク質分解酵素の発現異常が多数確認された。