2021 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子操作マウスを用いた神経障害エステラーゼの新規機能解明
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21K06847
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
木村 穣 東海大学, 総合医学研究所, 特任教授 (10146706)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畑中 朋美 城西大学, 薬学部, 教授 (10198749)
赤塚 尚子 東海大学, 医学部, 特定研究員 (20826317)
坂部 貢 東海大学, 医学部, 教授 (70162302)
加藤 明 東海大学, 医学部, 准教授 (70546746)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 神経障害エステラーゼ / Transgenic Mice / Gene Knockout Mice / Autophaggy / Brain Function / Purkinje / Behavior / Organophosphate |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はヒト神経障害エステラーゼ（Neuropathy Target Esterase)をコードするPNPLA6遺伝子の生物学的機能を明らかにすることにある。この遺伝子の劣性変異疾患が知られ、Ataxiaなどの運動失調を示すことから小脳を中心とした何らの脳における機能が推定される。また一方、有機リンはこの酵素に共有結合し、末梢神経を含む種々の神経症状を引き起こす。
この遺伝子は生物種を超えて相同性高い配列が維持されていることから、遺伝子改変マウスを利用して個体レベルでの遺伝子機構解析に挑戦している。これまでのヒトNTEを全身で発現するトランスジェニックマウスおよびヒト疾患で見出される付近に変異を持つ変異マウスを得ている。前者ではフタル酸エステルを用いて皮膚等での活性の上昇を確認した。また後者では６系統のうち、まず最初の系統でOpen Fieldでの単位時間での行動距離を測定したところ、野生型よりヘテロ型変異マウスは不動時間が長く、走行距離も短いことが判明した。ホモマウスは胎生致死であることがまず確実となった。今年度は例数を増やすとともに、変異位置の異なる他の系統のマウスを凍結精子から復元することができ、４系統での解析が来年度に可能となっている。また行動に変化の見られるヘテロマウスにおいては小脳のPurkinje細胞の減少が観察されたことから、これについても遺伝子発現との関係を解析中である。ヒトNTEを発現する系統でも成長が遅い個体があることから、正常型のNTE発現でも過剰な発現は個体の成長に影響を及ぼすことが示唆された。以上の種々の表現型の解析とともに、今後復元個体を用いて多数を系統的に解析する準備が整った年度となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
飼育数の限界から今年度途中までは変異系統２系統を維持するだけで精一杯であったが、マウス凍結精子からヒトNTE発現系統を含めて３系統を復元でき、ほぼ50匹ずつの産仔を得たことは順調は進捗であった。ただしヒトNTE発現系統の雄に関しては20匹の産仔中２匹しか導入遺伝子を保持しておらず、次世代での解析が中心となることから、やや解析が遅れる系統も見込まれる。直接的な研究発表は学会レベルであるが、数題発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
凍結精子から得られた個体での解析については、行動解析の他に組織科学的解析や分子生物学的解析を予定しているが、preliminaryな解析で得られた変異ヘテロマウスでのPurkinje細胞の減少はNTEが酵素としてだけではなくオートファジーなどの他の局面での機能も予測され、この点を追求していきたい。また農薬に含まれる有機リンの一つであるDDVP（ジクロルボス）などを使用した毒性メカニズム解明にも遺伝子改変マウスを利用していきたい。
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| Causes of Carryover |
解析対象がマウスであるため、出産数などが少ないと解析のための使用試薬量等が減少する。分子生物学的解析に使用する試薬は高価なものが多く、復元マウスがかなりの個体数になるため、それらの試薬等の購入に加える必要がある。
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