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VLCADおよびMCAD欠損症における効率的酵素活性評価法の確立と運用

研究課題

研究課題/領域番号 21K07753
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52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関島根大学

研究代表者

小林 弘典  島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 講師 (70397868)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードVLCAD / MCAD / 酵素活性測定 / LC-MS/MS / 新生児マススクリーニング / 極長鎖アシルCoA脱水素酵素 / 残存酵素活性測定 / 極長鎖アシルCoA脱水素酵素欠損症 / 中鎖アシルCoA脱水素酵素欠損症 / タンデムマス / 脂肪酸代謝異常症 / 酵素活性
研究開始時の研究の概要

タンデムマスによる新生児マススクリーニング(NBS)が実施されるようにり,脂肪酸代謝異常症においては従来は発見されていない遺伝子型を有する患児が発見されるようになった.これらの患児は,NBS前診断例とは異なる遺伝子型を有する例も多い.またその中には極めて軽症もしくは無症候であると推測されるような例もいる.適切な治療や予後予測を行ううえでもこの様な新規変異を有する例の酵素活性値を簡便に評価する仕組みが求められている.本研究ではMCAD欠損症およびVLCAD欠損症について,培養皮膚線維芽細胞に新規遺伝子を組み込み,酵素活性を測定することで病原性の評価を行う.

研究実績の概要

HEK293細胞における内在性VLCADとMCADをCrisperCas9の技術を用いて、ノックアウトした。ノックアウトの確認はWestern blotとRealtime PCRを用いて確認した。本年度はこのVLCAD-/MCAD-株を用いて,Wild type,ACADVL遺伝子のp.C607Sを含む新規バリアントなどを組み込んだプラスミドのトランスフェクションを行い,酵素学的な検討を行う予定であったが,VLCAD-/MCAD-株における酵素活性が十分に低下していない事が明らかになった.原因を検索したところ,ヒト細胞では通常ほとんど発現していないLCADが代償的に発現上昇し,結果として酵素活性が補完されている事が明らかになった.よって,LCADについてもノックアウトを行うべく研究計画を修正した.
LC-MS/MSによる酵素活性測定については,HEK293細胞をhomogenateし、その上澄みと基質であるC16-CoAを反応させた。0分、2.5分、5.0分、7.5分、10.0分の5点で生成物であるC16:1-CoAの濃度を測定した。その結果、2.5分値が本アッセイにおける指摘時間と結論した.
酵素反応の過程でリン酸含有バッファーを用いるため、LC-MS/MSの感度が低下するなどの問題点が挙がり、測定は可能だが再現性に乏しい問題が生じた。その後LC-MS/MSの測定条件変更を重ねた結果、分析における課題は解決した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

既報を参考にHEK293細胞におけるVLCAD-/MCAD-株を作成したが,通常ヒト細胞ではほとんど発現していないLCADが代償的に発現上昇し,結果として酵素活性が補完されている事が明らかになった.よって,LCADについてもノックアウトを行うべく研究計画を修正したため.

今後の研究の推進方策

LCADについてもCRISPER/Cas9でノックアウトを試みる事とし,再度計画を変更した.すでに変更した研究には取りかかっているところである.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] The frequencies of very long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency genetic variants in Japan have changed since the implementation of expanded newborn screening2022

    • 著者名/発表者名
      Osawa Yoshimitsu、Kobayashi Hironori、Tajima Go、Hara Keiichi、Yamada Kenji、Fukuda Seiji、Hasegawa Yuki、Aisaki Junko、Yuasa Miori、Hata Ikue、Okada Satoshi、Shigematsu Yosuke、Sasai Hideo、Fukao Toshiyuki、Takizawa Takumi、Yamaguchi Seiji、Taketani Takeshi
    • 雑誌名

      Molecular Genetics and Metabolism

      巻: 136 号: 1 ページ: 74-79

    • DOI

      10.1016/j.ymgme.2022.03.009

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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