プロテオミクスで探るCEP290変異が関与する繊毛病の病態メカニズム

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K16157
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 橋本 寛 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (30815577)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 繊毛病 / プロテオミクス / iPS

Outline of Annual Research Achievements

CEP290は繊毛基底部のTransition zoneに局在し、繊毛内外のタンパク質を輸送するゲートとして働いていると考えられている。また、その変異は小脳や脳幹機能障害を特徴とするジュベール症候群に代表される繊毛病発症の原因として知られている。CEP290結合分子探索を行うことでその機能解析を行うこと、また脳オルガノイドにおける表現型解析が本研究の目的である。CEP290の結合分子探索において、データ解析の結果、CEP290に結合する候補因子が同定された。一方で、野生型と変異体においては結合分子候補に差がなかったことから、変異体特異的な結合分子の同定には至らなかった。これは、内在的なCEP290の発現量が少ないことにより、同定できなかったと考えられた。解決策としては、別の内在的なCEP290を認識する抗体を用いる、もしくはFLAGなどのタグタンパク質のノックインを行うなどの方法を試す必要があると考えられる。次に、iPS細胞におけるノックアウト細胞を作成するために、CEP90を始めとする一次繊毛のTransition zoneに存在する遺伝子を、エレクトロポレーションによるCRISPR-Cas9ベースでの遺伝子ノックアウトをした後FACS によりシングルセルソートを行った。これによりヘテロジェナスなノックアウトiPSの樹立と、ノックアウトiPS細胞候補が認められた。今後はシングルセル由来のノックアウトiPSの樹立と、それを用いたヒト脳を模倣した系である脳オルガノイドの作成を行う。またこれにより、繊毛の長さや細胞分化の違いなどを解析するなどの表現型解析を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

CEP290の結合分子探索において、CEP290に結合する候補因子が同定されたものの、野生型と変異型で特異的に変化の認められる候補タンパク質が認められなかったため。また、ノックアウトiPSの作成は行ったものの、脳オルガノイド作成まで進められていないため。

Strategy for Future Research Activity

CEP290のノックアウトiPSから脳オルガノイドを作成し、表現型の解析を行う。

Causes of Carryover

学会などに行く機会がなかったことに加え、オルガノイド作成において関連消耗品が必要となることによる。