体細胞突然変異からひも解く一卵性双生児の発生遺伝学

• 研究課題/領域番号: 24K21970
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 福島県立医科大学
• 研究代表者: 橋本 昌和 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (60580496)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2026年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2025年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 一卵性双生児

研究開始時の研究の概要

哺乳類のモデル動物としてよく用いられるマウスは遺伝学的にほぼ同一の純 系マウスが実験において使用されているため、形態的な類似・相違から一卵性双生児を特定することはできない。また、ヒトについては母体内の受精卵から着床まもない初期胚を低侵襲かつ明瞭に観察することは技術的・倫理的な問題から現時点では不可能である。 本研究提案では、ゲノム科学と発生学の分野横断的共同研究によってマウスで一卵性双生児が実際にどのタイミングでどの程度の頻度で発生するかを特定することを目的とする。

研究実績の概要

一卵性双生児はヒトにおいて疾患などの原因を特定する上で、遺伝性か環境依存性かを区別するための非常に適したモデルとされているが、その発生機構の多くは謎のままである。ヒトにおいては一卵性双生児が約0.4%程度の割合で出生すると報告されているが、双生児の片方のみが発生初期に吸収され消失してしまうバニッシュツインも存在することから、真の一卵性双生児の発生頻度についての知見は存在しない。また胚が分離する時期は、体軸形成前の発生初期の段階であると考えられるが、ヒトにおいてはあくまで胎盤・羊膜などを共有しているかどうかの指標をもって推定されているに過ぎず、そのメカニズムは発生学や産科・小児科をはじめとした医学の分野における未解決の大きな課題のひとつと言える。
しかしながら哺乳類のモデル動物としてよく用いられるマウスは遺伝学的にほぼ同一の純系マウスが実験において使用されているため、形態的な類似・相違から一卵性双生児を特定することはできない。また、ヒトについては母体内の受精卵から着床まもない初期胚を低侵襲かつ明瞭に観察することは技術的・倫理的な問題から現時点では不可能である。これらの問題が一卵性双生児の発生機構解明の大きな障害になってきたと考えられる。本年度はこのマウスにおける一卵性双生児の同定という課題を克服するため、それぞれの胎児が由来するオリジナルの受精卵を遺伝学的に標識できる手法を確立する準備を行った。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本研究提案後、研究代表者の研究機関移動もあり、使用マウス系統のセットアップのために、提案当初想定していなかった時間を要している。

今後の研究の推進方策

純系マウスにおいては毛色・形態などはすべてほぼ同じであるため、その外見から一卵性であることを判別できないが、さまざまな蛍光レポーターマウスをひとつずつ複数種類まぜて移植し、そこから同じ種類のレポーターマウスが複数とれれば、一卵性であると判別する手法を検討していたが、よりハイスループットに一卵性双生児を同定する手法を開発することで研究の推進力を改善する。