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2012 Fiscal Year Annual Research Report

尾部退行症候群を示すSd変異マウスの分子メカニズムの解析

Research Project

Project/Area Number 22791388
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

仙波 圭  熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 特定事業研究員 (00398190)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
KeywordsDanforth's short tail / Sd変異マウス / transposon / Ptf1a / 脊索 / 遺伝子破壊 / ES細胞 / 脊椎欠損
Research Abstract

我々はSdのコスミドライブラリーを使用した詳細なゲノム解析を行った結果、Sd表現型の原因はトランスポゾン(ETn)挿入変異であり、ゲノムトランスジェニックマウスの作出によりETn挿入に隣接したsense/antisense遺伝子が原因領域であることを証明した。このsense/antisense遺伝子領域であるGm13336 (AK)/Ptf1aをETn挿入変異アレルで破壊しSd表現型に与える影響を検討した。まず我々が樹立したSd/+-ES細胞のAK/Ptf1a破壊マウスを作出したところSd表現型が消失することがわかった。これによりSd遺伝子はAK/Ptf1a遺伝子であることが判明した。しかし、このsense/antisense領域はそれぞれAKとPtf1aの転写産物を作ることより、ETn alleleで破壊したAK/Ptf1a領域にAKとPtf1aの転写産物をノックインすることでそれぞれのレスキューマウスを作出した。すると、Ptf1aの転写産物のレスキューマウスのみでSd表現型を再現することができた。次に、Ptf1a領域にlacZを挿入することで変異アレルからのPtf1a発現が、脊索、cloaca、中腎で発現していることがわかった。これは、発生時期の膵臓で主に発現するPtf1aが、Sd胚で表現型を示す原基で異所性発現することで脊椎欠損、鎖肛、腎臓欠損の原因となっていることを強く示唆した。またSd胚の発現プロファイリングをしたところ、Sd胚においてCdx2、T発現が有意に減少していることがわかった。そこで、野生型ES細胞にPtf1aを強制発現させたところ、Cdx2、TだけでなくWnt3a、Cyp26a1も減少させることがわかった。このことは、Sd発症メカニズムは、Ptf1aの脊索、cloaca、中腎での異所性発現によるCdx2シグナル経路の抑制が原因であることを強く示唆した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ectopic expression of Ptf1a induces spinal defects, urogenital defects, and anorectal malformations in Danforth's short tail mice.2013

    • Author(s)
      Semba K
    • Journal Title

      PLoS Genet.

      Volume: 9 Pages: 1-17.

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pgen.1003204. Epub 2013 Feb 21.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Cre knock-in mouse line on the Sickle tail locus induces recombination in the notochord and intervertebral disks.2012

    • Author(s)
      Abe K
    • Journal Title

      Genesis.

      Volume: 50 Pages: 758-65.

    • DOI

      doi: 10.1002/dvg.22035. Epub 2012 May 14.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 脊椎・脊髄―up to date, 「脊椎と脊髄の発生」2012

    • Author(s)
      仙波 圭
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience.

      Volume: 30 Pages: 1094-7.

  • [Presentation] Caudal regression in Danforth’s short tail is caused by the ectopic expression of Ptf1a.

    • Author(s)
      仙波 圭
    • Organizer
      第60回日本実験動物学会総会
    • Place of Presentation
      つくば市、つくば国際会議場
  • [Presentation] 脊椎形成の分子メカニズムの解析ーマウスからヒトへー

    • Author(s)
      山村 研一
    • Organizer
      第26回日本軟骨代謝学会
    • Place of Presentation
      豊中市、千里ライフサイエンスセンター
    • Invited
  • [Presentation] Danforth’s short tail (Sd)マウスのゲノム変異と原因遺伝子領域の決定

    • Author(s)
      仙波 圭
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡市、福岡国際会議場
  • [Presentation] Danforth’s short tail (Sd)変異の原因はPtf1aの異所性発現である

    • Author(s)
      荒木 喜美
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡市、福岡国際会議場
  • [Presentation] 古典的なミュータントDanforth's short tail(Sd)に学ぶ

    • Author(s)
      山村 研一
    • Organizer
      発生工学・疾患モデル研究会
    • Place of Presentation
      文京区、東京ガーデンパレス
    • Invited
  • [Presentation] 尾部退行症候群と関連するSickle tail (Skt)遺伝子および Danforth’s short tail (Sd)遺伝子

    • Author(s)
      山村 研一
    • Organizer
      第103回BRCセミナー
    • Place of Presentation
      つくば市、筑波研究所
    • Invited
  • [Remarks] 熊本大学生命資源研究・支援センター・疾患モデル分野・Sd and Sktグループ

    • URL

      http://irda-genetics.kuma-u.jp/research/r06.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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