Molecular analysis of Prader-Willi syndrome by model mice

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07848
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 木住野 達也 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医歯薬学総合研究系), 准教授 (70315232)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 遺伝子改変マウス / Snrpn / Snord116

Outline of Annual Research Achievements

ゲノム編集技術を用いてプラダー・ウィリー症候群責任領域の複数の遺伝子（Snrpn, Snord116, Snord115)の遺伝子改変マウスを作製した。それぞれの遺伝子をloxで挟むようにデザインし、cre発現マウスと交配することにより父親アレルあるいは母親アレルを欠失するようにした。母親アレルで欠失したマウスは体重増加の異常を認めなかったが、父親アレルの欠失で新生児期致死又は新生児期体重増加不良を認めたのはSnrpn exon1上流を欠失したマウス、Snord116を欠失したマウスであった。
一方、Snord116遺伝子上流にPGKプロモーターを導入したKIマウスを作製した。Snord116は正常マウス脳では父親アレルからしか発現しないが、同マウスは母親由来アレルからSnord116遺伝子が正常の約10％発現する事を確認した。既に作製・報告済みであるPWS-ICメチル化異常マウスは新生児期致死であるが、そのキャリア♂（正常表現型）と交配し、bigenicマウスが新生仔期致死を回避できるか調べたが、新生児期致死は回避されなかった。またSnord116を欠失したマウスの体重増加不良も同KIマウスとの交配では回避されなかった。
Snrpn exon1上流6kbからエクソン1までを欠失したマウスは新生児期致死ではなかったが、新生児期体重増加不良をみとめ、欠失長さの程度により増加不良の程度が異なる状況であった。
上記のいずれの新生児期体重増加不良を認めたマウスでは、成体での肥満は認められなかった。
上記マウスの新生児期脳における遺伝子発現を定量PCR法にて解析したところSnord116の発現低下に加え、Ndn発現の低下が体重増加不良に関与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マウス作製が順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

ゲノム編集技術を用いてプラダー・ウィリー症候群責任領域の他の遺伝子（Mkrn3,Magel2, Ndn)の遺伝子改変マウスを作製する予定である。また単一遺伝子の欠失だけでなく、複数の遺伝子を欠失したマウスを作製し、その表現型を解析する。一方、新生児期致死及び新生児期体重増加不良を認めるマウスのrescueとしてプラダー・ウィリー症候群責任領域の遺伝子のトランスジェニックマウスを作製し、交配を試みる。作製された様々マウスの新生児脳からRNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いたRNA-seqを行い、新生児期期致死、体重増加不良の原因遺伝子の検索を行う。

Causes of Carryover

コンディショナルマウスの作製が予想外に順調に進み、crRNA、ドナーDNA、CAS9などの高価な試薬の消費が予定額より少なく済んだため繰越金が生じた。翌年度は当初の予定通り、複数の遺伝子を欠失させたマウスを作製し、エピジェネティック解析を行う。繰越金は、作製されたマウスの脳の網羅的遺伝子発現解析としてRNA-seqを次世代シークエンサーにより実施するため、試薬購入に充てる。