2015 Fiscal Year Research-status Report
血管特異的ビタミンK2合成酵素遺伝子欠損マウスの作出と表現型解析
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26460180
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| Research Institution | Osaka Shoin Women's University |
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Principal Investigator |
津川 尚子 大阪樟蔭女子大学, 健康栄養学部, 教授 (30207352)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ビタミンK / UBIAD1 / 血管特異的遺伝子欠損 / 血管平滑筋 / 血管石灰化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビタミンKには側鎖構造の異なる類縁体が存在する。このうち、食事から摂取されるビタミンKの大部分はビタミンK１（PK）とメナキノン-７（MK-7）であるが、ビタミンKの標的組織である肝臓や骨、血管、脳、膵臓にはビタミンK2(MK-4)が高濃度に蓄積されている。PKやMK-7をMK-4へ体内変換する酵素UBIAD1が同定されたが、体内変換の生理的意義については明らかではない。ビタミンKの主な作用機序はビタミンK依存性タンパク質（VKDP）のグルタミン酸残基γ位をカルボキシル化（Gla化）することであり、プロトロンビンやオステオカルシンのGla化により血液凝固や骨形成や骨質維持作用が発揮される。一方、VKDPの一種であるMGPはGla化によって骨芽細胞分化誘導因子である骨形成タンパク質BMP-2の作用を阻害し、強力な血管石灰化抑制作用を発揮すると考えられている。しかし、ビタミンＫの栄養状態や体内変換されたMK-4の血管における生理的意義については明らかではない。本研究では、ビタミンK体内変換酵素UBIAD1の働きについて「血管」に焦点を当て、血管特異的UBAD1遺伝子欠損の作出と血管でMK-4を喪失したマウスの表現型解析を行うことを計画し、昨年度より血管特異的UBIAD1遺伝子欠損マウスの作出と表現型解析を試みている。血管特異的UBIAD1遺伝子欠損マウスは、UBIAD1 flox/floxマウスに血管平滑筋に特異的に発現するTransgelin(SM22α)のプロモーターを用いてCreリコンビナーゼを発現するマウス（Transgelin(SM22α)-Cre）を交配させて作出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
血管平滑筋特異的UBIAD1欠損マウス作成を目的として、Transgelin(SM22α)-Creリコンビナーゼ発現マウスをUBIAD1 flox/flox マウスの交配を実施した。具体的には、容易な出生が期待できる系統を優先し、成熟マウスの血管平滑筋でCreリコンビナーゼを発現するB6.129S6-Taglntm2(cre)Yec/Jを交配させた。大学の施設改修の問題が生じ、当初期待した交配飼育が進まなかったが、現在は遺伝子型の確認、出生の状況の計測を進行させている。実験に供することができる個体数を確保するための交配を継続しつつ、本系統が成熟マウスの血管平滑筋でCreリコンビナーゼを発現する系であるため、成熟度に従った血管平滑筋特異的UBIAD1 の欠失を確認するために、大動脈のUBIAD1 mRNA およびタンパク質の発現について検討中である。同時に血圧測定を実施するとともに、数個体については同時に血管石灰化度を検出するための染色ならびにCa含量測定を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、血管平滑筋特異的UBIAD1欠損マウスの作成が進んでいるため、個体数を増やして成熟期を待ち現在進行中の解析を進める。まずは、血管平滑筋特異的UBIAD1欠損の効果が血管MK-4含量の違いとして現れるかを複数個体で確認する。表現型解析は、ホルマリン固定した大動脈、肺をアリザリン・レッドでホールマウント染色し、毛細血管を含む血管全体の石灰化状態を観察する。また、大動脈、肺、腎臓の組織切片についてもアリザリン・レッド、フォンコッサ染色し、顕微鏡下で観察する。特に、大動脈については内膜、中膜、外膜を詳細に観察する。また、これらの組織中カルシウムとリン含量を測定する。形態観察として、実験動物用X 線CT 装置を用いて、血管の形態異常の有無を大動脈や肺、腎臓を中心に3 次元的に観察する。
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| Causes of Carryover |
現在までの進捗状況にも記載した通り、飼育施設の改修等で研究の進行がやや遅れているために次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は改修工事も終了したため実験動物の個体数を早急に確保し、表現型解析を順次行う予定であり、これにより前年度の未使用額を使用する計画である。
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[Journal Article] Functional characterization of the vitamin K2 biosynthetic enzyme UBIAD1.2015
Author(s)
Hirota Y, Nakagawa K, Sawada N, Okuda N, Suhara Y, Uchino Y, Kimoto T, Funahashi N, Kamao M, Tsugawa N, Okano T.
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Journal Title
PLoS One.
Volume: 10
Pages: e0125737.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] High prevalence of vitamin D deficiency in patients with xeroderma pigmetosum-A under strict sun protection.2015
Author(s)
Kuwabara A, Tsugawa N, Tanaka K, Uejima Y, Ogawa J, Otao N, Yamada N, Masaki T, Nishigori C, Moriwaki S, Okano T.
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Journal Title
Eur J Clin Nutr. 2015
Volume: 69
Pages: 693-696
DOI
Peer Reviewed
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