人工染色体へのFXS脆弱部位の搭載とCGGリピート不安定化再現モデルの作製

• 研究課題/領域番号: 18K06183
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43050:ゲノム生物学関連
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 中山 祐二 鳥取大学, 研究推進機構, 助教 (40432603)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 脆弱X症候群 / 染色体工学 / トリプレットリピート病 / 染色体脆弱部位 / 神経変性疾患 / トリプレットリピート / 人工染色体 / ゲノム編集

研究成果の概要

家族性の知的障害である脆弱X症候群（FXS）はトリプレットリピート病と呼ばれる神経変性疾患群に分類されるが、根本的病因であるリピート伸長現象を正確に再現できる系がないため、発症メカニズムには不明な点が多い。本研究ではFXS発症の根本的病因である、FXS責任遺伝子FMR1内の(CGG)nリピートの伸長とFMR1遺伝子発現抑制に至る現象を再現し解析する系の構築を目指した。このリピート伸長現象は、リピートだけの問題ではなく、その周辺の広いゲノム領域で制御されていると言われている。そのため、本研究は染色体工学を用いることでリピート周辺のゲノム領域全体をまとめて取り扱う方法論を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

FXS罹患者は自閉症症状を併発することが多く、難治性疾患であるFXSの解明は、神経変性疾患の機能解明や治療法の開発のためにも重要である。FXSは、リピート伸長そのものが根本的病因であり、新しい治療法開拓のためにも、そのメカニズムの解明が急務である。リピートを本体とする染色体領域は、特別に染色体脆弱部位と呼ばれており、本研究はそれを機能的に独立した染色体領域としてまとめて取り扱うことが重要であるという立場に立ち、FXSのCGGリピートとその周辺領域だけをクローニングすることを目指している。本研究で活用している染色体工学技術は、将来、他のトリプレットリピート病の解析系の構築にも応用可能である。

研究成果

• [雑誌論文] A transchromosomic rat model with human chromosome 21 shows robust Down syndrome features (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Y, Gao FJ, Yamakawa M, Hirabayashi M, Kazuki K, Kajitani N, Miyagawa-Tomita S, Abe S, Sanbo M, Hara H, Kuniishi H, Ichisaka S, Hata Y, Koshima M, Takayama H, Takehara S, Nakayama Y, Hiratsuka M, Iida Y, Matsukura S, Noda N, Li Y, Moyer AJ, Cheng B, Singh N, Richtsmeier JT, Oshimura M, Reeves RH.
  • 雑誌名: The American Journal of Human Genetics 巻: 109 号: 2 ページ: 328-344
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2021.12.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hsp70 promotes maturation of uromodulin mutants that cause familial juvenile hyperuricemic nephropathy and suppresses cellular damage (2022)
  • 著者名/発表者名: Utami Sulistiyati Bayu、Endo Ryo、Hamada Toshihiro、Notsu Tomomi、Minato Hiroyuki、Komatsu Koji、Nakayama Yuji、Shirayoshi Yasuaki、Yamamoto Kazuhiro、Okada Shinichi、Ninomiya Haruaki、Otuki Akihiro、Hisatome Ichiro
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: Feb.25, 2022 号: 6 ページ: 522-529
  • DOI: 10.1007/s10157-022-02196-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infiltration of CD204-overexpressing Macrophages Contributes to the Progression of Stage II and III Colorectal Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: TADA YOICHIRO、MATSUMI YOSHIAKI、HARA KAZUSHI、MIYAUCHI WATARU、SUGESAWA KEN、UEJIMA CHIHIRO、TANIO AKIMITSU、KIHARA KYOICHI、YAMAMOTO MANABU、TAKANO SHUICHI、SAKAMOTO TERUHISA、NAKAYAMA YUJI、HASEGAWA TOSHIMICHI、FUJIWARA YOSHIYUKI
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 41 号: 10 ページ: 4857-4865
  • DOI: 10.21873/anticanres.15299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of stable mouse artificial chromosome from native mouse chromosome 10 for generation of transchromosomic mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Abe Satoshi、Honma Kazuhisa、Okada Akane、Kazuki Kanako、Tanaka Hiroshi、Endo Takeshi、Morimoto Kayoko、Moriwaki Takashi、Hamamichi Shusei、Nakayama Yuji、Suzuki Teruhiko、Takehara Shoko、Oshimura Mitsuo、Kazuki Yasuhiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 20050-20050
  • DOI: 10.1038/s41598-021-99535-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of FXS-A9 panel with a single human X chromosome from fragile X syndrome-associated individual (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Yuji、Adachi Kaori、Shioda Nofirifumi、Maeta Shoya、Nanba Eiji、Kugoh Hiroyuki
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 巻: 398 号: 2 ページ: 112419-112419
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2020.112419
  • 査読あり
• [雑誌論文] CGG repeat RNA G-quadruplexes interact with FMRpolyG to cause neuronal dysfunction in fragile X-related tremor/ataxia syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Asamitsu Sefan、Yabuki Yasushi、Ikenoshita Susumu、Kawakubo Kosuke、Kawasaki Moe、Usuki Shingo、Nakayama Yuji、Adachi Kaori、Kugoh Hiroyuki、Ishii Kazuhiro、Matsuura Tohru、Nanba Eiji、Sugiyama Hiroshi、Fukunaga Kohji、Shioda Norifumi
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 7 号: 3
  • DOI: 10.1126/sciadv.abd9440
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of human immortalized mesenchymal stem cells lines for the monitoring and analysis of osteogenic differentiation in living cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Narai Takashi、Watase Ryohei、Nakayama Yuji、Kodani Isamu、Inoue Toshiaki、Kokura Kenji
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 6 号: 10 ページ: e05398-e05398
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e05398
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased PD-1-positive macrophages in the tissue of gastric cancer are closely associated with poor prognosis in gastric cancer patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Kono, Y. Saito, H. Miyauchi, W. Shimizu, S. Murakami, Y. Shishido, Y. Miyatani, K. Matsunaga, T. Fukumoto, Y. Nakayama, Y. Sakurai, C. Hatsuzawa, K. Fujiwara, Y.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 20 号: 1 ページ: 175-183
  • DOI: 10.1186/s12885-020-6629-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel Xist RNA-mediated chromosome inactivation model using a mouse artificial chromosome (2020)
  • 著者名/発表者名: Inaoka, D. Sunamura, N. Ohira, T. Nakayama, Y. Kugoh, H.
  • 雑誌名: Biotechnology letters 巻: 42 号: 5 ページ: 697-705
  • DOI: 10.1007/s10529-020-02826-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Subclinical Epstein-Barr virus primary infection and lytic reactivation induce thyrotropin receptor autoantibodies (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamoto N, Nagata K, Hara S, Nakayama Y, Kuwamoto S, Matsushita M, Kato M, Hayashi K
  • 雑誌名: Viral Immunology 巻: 32 号: 9 ページ: 362-369
  • DOI: 10.1089/vim.2019.0086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased regulatory B cells are involved in immune evasion in patients with gastric cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Murakami, Y. Saito, H. Shimizu, S. Kono, Y. Shishido, Y. Miyatani, K. Matsunaga, T. Fukumoto, Y. Ashida, K. Sakabe, T. Nakayama, Y. Fujiwara, Y.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 13083-13083
  • DOI: 10.1038/s41598-019-49581-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High Level Estradiol Induces EBV Reactivation and EBV gp350/220(+)CD138(+) Double-positive B Cell Population in Graves’ Disease Patients and Healthy Controls (2019)
  • 著者名/発表者名: Hara S, Nagata K, Nakayama Y, Higaki K, Matsushita M, Kuwamoto S, Kato M, Hayashi K
  • 雑誌名: Yonago Acta Medica 巻: 62 号: 2 ページ: 240-243
  • DOI: 10.33160/yam.2019.06.010
  • NAID: 130007665218
  • ISSN: 0513-5710, 1346-8049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epstein-Barr Virus Lytic Reactivation Induces IgG4 Production by Host B Lymphocytes in Graves' Disease Patients and Controls: A Subset of Graves' Disease Is an IgG4-Related Disease-Like Condition. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagata K, Hara S, Nakayama Y, Higaki K, Sugihara H, Kuwamoto S, Matsushita M, Kato M, Tanio S, Ishiguro K, Hayashi K.
  • 雑誌名: Viral Immunoogy 巻: 31 (8) 号: 8 ページ: 540-547
  • DOI: 10.1089/vim.2018.0042
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Anticancer effects of hyper-coordinated germanium complex in human lung cancer cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi A, Nakayama Y, Ishiguro N, Nanjo M
  • 学会等名: ICCOC-GTL-16
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of RAN translation product, FMRpolyG and neurodegeneration in Fragile X-associated Tremor/Ataxia Syndrome (FXTAS) (2019)
  • 著者名/発表者名: Involvement of RAN translation product, FMRpolyG and neurodegeneration in Fragile X-associated Tremor/Ataxia Syndrome (FXTAS) : Susumu Ikenoshita1, Yuji Nakayama, Kaori Adachi, Hiroyuki Kugoh, Kazuhiro Ishii, Tohru Matsuura, Eiji Nanba, Norifumi Shioda
  • 学会等名: 19th International Workshop on Fragile X and other Neurodevelopmental Disorders, Sorrento, Italy,
  • 国際学会
• [学会発表] G-quadruplex-binding metabolites rescue decreased cognitive deficits seen in FXTAS model mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Sefan Asamitsu1, Yasushi Yabuki, Yuji Nakayama, Kaori Adachi, Hiroyuki Kugoh, Hiroshi Sugiyama, Eiji Nanba, Kohji Fukuanga, Norifumi Shioda
  • 学会等名: 19th International Workshop on Fragile X and other Neurodevelopmental Disorders, Sorrento, Italy,
  • 国際学会
• [学会発表] 30.Development of a novel screening system for the carcinogens in the tobacco smoke using mouse artificial chromosome (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi A, Nakayama Y, Kugoh H
  • 学会等名: The 6 th Asian conference on safety and education in laboratory (Bali)
  • 国際学会
• [学会発表] Current Status of Fragile X study in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuji Nakayama, Kaori Adachi, Norifumi Shioda, Hiroyuki Kugoh and Eiji Nanba
  • 学会等名: 16th International Fragile X conference
  • 国際学会
• [学会発表] 染色体操作により樹立した脆弱X症候群および関連疾患モデル細胞の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中山祐二、足立香織、塩田倫史、久郷裕之、難波栄二
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会 第６３回大会
• [学会発表] 脆弱X関連振戦／失調症候群（FXTAS）におけるRAN蛋白質の病態との関与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 塩田倫史、中山祐二、足立香織、久郷裕之、難波栄二
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会 第６３回大会
• [学会発表] X染色体不活性化機構の解明に向けた人工染色体の活用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 稲岡大悟、大平崇人、押村光雄、中山祐二、久郷裕之
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会