次世代シークエンシングを用いた犬種特異的な炎症性腸疾患の原因遺伝子の探索

• 研究課題/領域番号: 20K06423
• 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42020:獣医学関連
• 研究機関: 酪農学園大学
• 研究代表者: 大田 寛 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (50431333)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ミニチュア・ダックスフンド / 炎症性結直腸ポリープ / 炎症性腸疾患 / SNP / 次世代シークエンス / 全エクソームシークエンス / 全エクソームシーケンス / PLG / 次世代シークエンシング / 全エクソームシークエンシング / RNA-Seq

研究開始時の研究の概要

申請者はこれまで、ICRPの病変部において炎症性サイトカインの発現や細菌抗原を認識するToll様受容体の発現が顕著に上昇していることを明らかにしてきた。しかし、ターゲットを絞った遺伝子発現解析のみでは犬種特異的に大腸の炎症が生じる根本的な原因の特定は困難であった。そこで本研究では、上記の問題点を打破する方法として、2通りの網羅的遺伝子解析の手法を組み合わせてICRPの病態に迫ることを着想した。本研究の実施により犬種特異的な炎症性腸疾患（IBD）の疾患感受性遺伝子が同定されれば、犬においてより一般的なIBDであるリンパ球形質細胞性腸炎やヒトのIBDの病態解析を進展させることが期待される。

研究成果の概要

本研究では、ミニチュア・ダックスフンド（MD）という特定の犬種に好発する炎症性腸疾患である炎症性結直腸ポリープ（ICRP）を対象とし、全エクソームシーケンス解析を用いて原因遺伝子の特定を試みた。解析の結果、MDに特異的なアミノ酸置換を伴う一塩基多型（SNP）が、プラスミノーゲンをコードするPLG遺伝子で特定された。上記のMDに特異的なPLG遺伝子のSNPによる影響を解析したところ、腸炎病変局所においてプラスミノーゲンの分解が促進されていた。また、腸炎病変におけるプラスミノーゲンの分解は、IL-6を介したマトリクスメタロプロテアーゼ-9の活性化によって生じていることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ミニチュア・ダックスフンドの炎症性結直腸ポリープ（ICRP）という特定の犬種に好発する炎症性腸疾患の原因遺伝子の探索をおこない、候補遺伝子としてPLG遺伝子が抽出された。PLG遺伝子は炎症に関わる蛋白質であるプラスミノーゲンをコードする遺伝子であり、PLG遺伝子の一塩基多型が結直腸における慢性炎症を特徴とするICRPの病態発生に関わることが示された。本研究で得られた研究成果は、人の炎症性腸疾患の病態解析への応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Zoobiquity experiments show the importance of the local MMP9-plasminogen axis in inflammatory bowel diseases in both dogs and patients. (2023)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamasaki, Noriyuki Nagata, Toru Atsumi, Rie Hasebe, Yuki Tanaka, Izuru Ohki, Shimpei Kubota, Yuta Shinohara, Yong Bin Teoh, Nozomu Yokoyama, Noboru Sasaki, Kensuke Nakamura, Hiroshi Ohta, Takehiko Katsurada, Yoshihiro Matsuno, Shintaro Hojyo, Shigeru Hashimoto, Mitsuyoshi Takiguchi, Masaaki Murakami.
  • 雑誌名: International immunology 巻: - 号: 7 ページ: 313-326
  • DOI: 10.1093/intimm/dxad006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gene expression of leucine-rich alpha-2 glycoprotein in the polypoid lesion of inflammatory colorectal polyps in miniature dachshunds (2020)
  • 著者名/発表者名: OHTA Hiroshi、TAMURA Yu、YOKOYAMA Nozomu、NAGATA Noriyuki、OSUGA Tatsuyuki、SASAKI Noboru、KAGAWA Yumiko、MORISHITA Keitaro、TAKIGUCHI Mitsuyoshi
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 82 号: 10 ページ: 1445-1449
  • DOI: 10.1292/jvms.20-0242
  • NAID: 130007927990
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス