2023 Fiscal Year Final Research Report

Pathological mechanism of ciliopathy in Patau syndrome using aneuploidy rescue technology

Research Project

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Project/Area Number	21H02718
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 49030:Experimental pathology-related
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	Miyamoto Tatsuo 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40452627)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浅岡洋一山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (10436644) 阿久津シルビア夏子 (AkutsuSilviaNatsuko) 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10822299) 清木誠山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (50226619) 松浦伸也広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	繊毛病 / iPS細胞 / トリソミーレスキュー / 13番染色体 / Patau症候群 / 繊毛抑制遺伝子
Outline of Final Research Achievements	13 trisomy syndrome (Patau syndrome) is associated with ciliopathies such as polycystic kidney, polydactyly, and visceral inversion, in addition to cerebral and cardiac malformations. Ciliogenesis was impaired in the patient skin derived fibroblasts, suggesting that the ciliopathies in Patau syndrome might be attributed to increased copy number of the ciliary suppressor gene on chromosome 13. Therefore, the purpose of this study was to elucidate the mechanism of ciliopathogenesis in Patau's syndrome using chromosome number plasticity. We screened for the genes responsible for ciliopathy in Patau syndrome by comparing gene expression between trisomy 13 and normal nucleated iPS cells with the same genetic background, followed by reverse genetic analysis (gain-of-function and inhibition experiments of candidate genes), and identified two genes on chromosome 13.
Free Research Field	病態医化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	Patau症候群患者細胞の初期化によって作製した、同一遺伝的背景をもつトリソミー 13 iPS細胞と正常核型iPS細胞における遺伝子発現解析と逆遺伝学解析、小型魚類を用いた迅速疾患モデリングを組み合わせた機能ゲノミックスを行い、Patau症候群における繊毛病責任遺伝子の2遺伝子を世界に先駆けて同定した。これまでの繊毛病の疾患概念は、繊毛形成遺伝子の異常によるものが主流であったが、本研究によって、繊毛「抑制」遺伝子のコピー数増加による繊毛病発症の新たな疾患概念の確立に大きく貢献すると位置付けられる。