2023 Fiscal Year Research-status Report
Pathogenesis and development of gene therapy for rare genetic disorders focusing on proteostasis of the RAS-GTPase
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23K06230
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
阿部 太紀 東北大学, 医学系研究科, 助教 (40810594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新堀 哲也 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40436134)
青木 洋子 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80332500)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | RAS / プロテオスタシス / LZTR1 / MAPKシグナル伝達経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Noonan症候群は、様々なRAS/MAPK症候群関連分子に生殖細胞系列（全身性）の変異を有することで発症する根本的な治療法がない希少遺伝性難病である。ユビキチン修飾関連分子であるLZTR1はNoonan症候群の新規原因分子とされている。これまでに本研究代表者は、LZTR1はがん遺伝子産物RASのポリユビキチン修飾とプロテアソームでの分解を促進することを明らかにしたが、LZTR1-RAS分解制御の破綻や亢進による個体レベルでの影響は不明である。LZTR1病的変異は機能喪失型変異であると考えられているが、常染色体顕性遺伝（旧優性遺伝）と常染色体潜性遺伝（旧劣性遺伝）の2つの遺伝形式が報告されており両者の機能的な相違は未だ不明である。今年度は、CRISPR/Cas9ゲノム編集技術により樹立したLZTR1欠損マウスの表現系解析を実施した。その結果、LZTR1ヘテロ欠損マウスは出生可能であったが、Noonan症候群の特徴的な表現系である顔貌異常、心肥大などは認められなかった。他方、LZTR1ホモ欠損マウスは、胎生致死であり成獣マウスでの解析はできなかった。LZTR1ホモ欠損マウスは、胎生13.5日時点では軽度の浮腫と皮下出血が認められたが生存していた。続いて、LZTR1ホモ欠損、ヘテロ欠損、野生型マウスの3種よりマウス胎仔線維芽細胞（MEF）を採取し、RAS subfamilyの発現量とMEK-ERK経路などの下流シグナル伝達経路の活性化レベルをウェスタンブロットにより評価した。その結果、ヘテロ欠損、野生型マウス由来のMEFではRAS subfamilyの発現量やMEK-ERK経路の活性化は認められなかった。一方、ホモ欠損マウス由来のMEFでは複数のRAS subfamilyの発現量が顕著に増加していた。以上の結果より、LZTR1ヘテロ欠損のみではNoonan症候群に類似した表現系を発出するのは困難であり、常染色体顕性遺伝型のLZTR1変異は単純な機能喪失型変異ではない可能性が考えられた。
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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
初年度に予定していたLZTR1欠損マウスの表現系解析を概ね遂行でき、常染色体顕性遺伝型のLZTR1変異は単純な機能喪失型変異ではない可能性が明らかとなった。また、LZTR1欠損マウスの他系統バックグランドへのバッククロスを同時平行で進めることができ、翌年度以降に予定していた準備の一部を前倒しで実施することができた。
以上のことから、本研究は順調に実施できており、進捗状況は良好である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、in vitro解析をマウスモデル解析と平行して実施予定である。具体的には、LZTR1の常染色体顕性遺伝（旧優性遺伝）と常染色体潜性遺伝（旧劣性遺伝）の2つの遺伝型の遺伝子バリアントの中から選抜した代表的な変異体を発現するプラスミドベクターを用いて、LZTR1変異体の細胞での過剰発現はRAS発現量を変化させるのか、下流シグナルであるMAPKの活性化レベルは変化するのか、を明らかにする。また、LZTR1野生型と変異体を共発現させた場合の影響を合わせて評価する予定である。
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| Causes of Carryover |
受託解析を依頼予定であったRNAseq 解析とDIA proteome解析に関して、サンプリングとサンプル調整までは終了していたものの、年度内の解析結果納品が難しい状況であったため次年度以降に解析依頼を行うことにした。その結果、次年度使用額が生じた。
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