2023 Fiscal Year Research-status Report

Molecular dissection of bone pain using a mouse model for autoinflammatory disease

Research Project

Project/Area Number	21K05991
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	阿部幸一郎東海大学, 医学部, 准教授 (90294123)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉川正信東海大学, 医学部, 准教授 (90276791)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	慢性再発性多発性骨髄炎 / 自己炎症 / Srcファミリーキナーゼ / 疾患モデル / カルシトニン関連遺伝子ペプチド
Outline of Annual Research Achievements	現在までに、希少難病疾患のひとつである慢性再発性多発性骨髄炎（CRMOと略す）のモデルとなるAli18変異マウスを同定し、その原因遺伝子がSrcファミリーキナーゼ（SFK）のFgrであることを報告した。CRMO患者は自己炎症によって組織が損傷するために、「痛み」を主症状として訴えるが、骨痛や骨破壊のメカニズムは未知な点が多い。Ali18マウスを用いて疼痛試験を行ったところ、機械性非侵害刺激反応を検出するvon Freyフィラメント試験において、野生型マウスより過敏となっていることからアロディニア（異痛症）となっていることが考えられた。本研究課題において、体外受精により多くのAli18マウス個体を得て同試験を再度行ったところ、野生型に比較して統計的に有意に刺激に対して過敏となっていることが明らかになった。また、SFKの阻害剤でもあるダサチニブを投与すると、Ali18マウスの異痛症は正常へと変化することがわかった。Ali18マウスにダサチニブを投与すると、自己炎症が抑制されるとともに骨密度が増加して正常に近くなることが報告されている。これらより、Ali18マウスでは自己炎症により骨を含む組織損傷や骨密度低下が起こっており、これらが原因となって異痛症的な表現型を示していることが明らかとなった。さらにCRMOのより一般的な標的を模索するため、Ali18マウスをモデルとしてカルシトニン関連遺伝子ペプチド（CGRP)を候補として解析を行っている。まず、Ali18マウスにおけるCGRPの局在を知るために、抗CGRP抗体を用いて免疫組織学的解析を行うための条件設定を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 疼痛試験によるAli18マウスの表現型解析とともに、新たな標的としてカルシトニン関連遺伝子ペプチド（CGRP)を候補として解析を行っている。この解析にはFgrをレポーター遺伝子と置き換えた遺伝子改変マウスを使用する予定である。このマウス系統は既に樹立されているが、Ali18マウスの遺伝的背景と異なる。Ali18の表現型を示すには元となるC3HeB/FeJの遺伝的背景が重要である。そこでAli18との戻し交配を繰り返した結果、ヘテロマウスでも表現型を示すようになった。このマウスを用いて、CGRPの局在を免疫組織染色で解析するとともに、レポーター発現により原因遺伝子の発現と比較を行う予定である。
Strategy for Future Research Activity	現在までにCGRPの免疫組織学的解析の条件設定を行って、骨周辺の神経においてシグナルが検出されてきている。一方で、Fgrレポーターマウスの戻し交配も進んできているので、自己炎症による骨破壊も検出されている。今後、抗CGRP抗体を用いた免疫組織学的解析を、Fgrレポーターマウスの組織切片を用いて行い、CGRPの局在とレポーター発現を同時に検出する予定である。
Causes of Carryover	研究計画調書に記載したFgrレポーターマウスを用いたCGRP局在の解析が遅れている。Fgr変異による自己炎症表現型は系統の遺伝的背景によって抑制されるので、元のC3HeB/Fej系統に戻し交配を繰り返し行う必要があったためである。戻し交配を行った結果、表現型は検出されるようになった。また、抗CGRP抗体を用いた免疫組織学的解析の条件設定も調整できたので、これらにより研究計画にある解析が予定通りに行われることを想定している。