軟骨石灰化不全ラットの病態責任遺伝子と変動シグナルの解明と治療法の模索

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K10174
• Research Institution: Asahi University
• Principal Investigator: 永山 元彦 朝日大学, 歯学部, 教授 (50298436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 落合 隆永 朝日大学, 歯学部, 准教授 (20410417) ; 江原 道子 朝日大学, 歯学部, 講師 (10425308)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 軟骨内骨化 / Wntシグナル / ヘッジホッグシグナル

Outline of Annual Research Achievements

常染色体劣(潜)性遺伝形式でくる病/骨軟化症に類似した軟骨の形態的異常を示す自然発症型の軟骨石 灰化不全(cartilage calcification insufficient, CCI)を示すCCIラットの変異遺伝子および ヒトにおける発育異常の対応を課題として、CCIラットの頭蓋底や下顎頭における軟骨内骨化と成長の遅延で、イン ディアンヘッジホッグ (IHH)シグナルの転写因子Gli1mRNAの過剰発現と 軟骨細胞の増殖や分化が抑制される可能性を報告してきた。 これまでの検索結果から、CCI ラットの発症原因や機序について、Ihh 等のレセプタ ー的働きの要素が考えられた。軟骨基質形成のアグリカン合成過程異常 の結果 (Tanaka M. Exp Anim Tokyo, 2015, Shibata S. Anat Sci Int., 2020)から、ヒト骨軟骨系疾患にみられる発育異常に対応していることが考えられる。 また、バイオインフォマティクスによる分子間相互作用ネットワーク(代謝、シグナル伝達、 遺伝情報等)の二項関係に基づいた情報から、MEPE, DMP1, MMP8, FCNB, PHEX等で発現低下とWnt, MAPKのpathwayで低下を示した。
そこで、これら分子のタンパク発現と遺伝子発現について分子生物学的に検索するため、 採取したCCIラットとWTラットの膝関節軟骨、頭蓋底軟骨結合部、お よび顎関節頭軟骨のパラフィン組織標本を作製し、cDNAの抽出を行った。現在、組織標本から抽出したcDNAから次世代シークエンスによる解析へと進めている。しかしながら、遺伝子保存状態を含む精度を調査したところ、固定後の標本からDNAやRNAの断片化が明らかになっていることが判明し、室温保存から冷蔵保存に移行した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

現在、組織標本から抽出したcDNAから次世代シークエンスによる解析へと進めているが、コロナ禍での機材や試料の入手が大幅に遅くなっているものや機器の整備不良が重なる等、多様な問題が発生していた。また、学内における教務業務も慌ただしく変わる時期で、研究との両立が困難な中で実施している状況から大幅に遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

次世代シークエンス解析を踏まえた試料作成は整っているので、解析から結果、考察をすることとしたい。

Causes of Carryover

コロナ禍の影響や学内教務の業務の対応等から研究遂行が大幅に遅れたこと、試薬等や機器の修理など
が大幅に遅れた為、全体の計画における作業ができなかったことが大きな要因である。これらを次年度の中で使用することになるが、試薬の使用や解析に変更はないが、試薬等の高騰が考えられ、予算の執行が中途となる可能性は否定できない。