標的遺伝子組換えによる血管収縮ペプチド遺伝子欠損マウスの確立と病態解析への応

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06454286
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 栗原 裕基 東京大学, 医学部(病), 助手 (20221947)
• 研究分担者: 児玉 龍彦 東京大学, 医学部(病), 助手 (90170266) ; 永井 良三 東京大学, 医学部(病), 助教授 (60207975) ; 石川 隆俊 東京大学, 医学部(医), 教授 (30085633) ; 熊田 衛 東京大学, 医学部(医), 教授 (00110487) ; 矢崎 義雄 東京大学, 医学部(病), 教授 (20101090)
• キーワード: ジーンターゲティング / エンドセリン / 血圧調節 / 胎児発達 / 先天性心疾患 / モデル動物

研究概要

我々はマウス胚幹細胞における相同組み換えによりET-1遺伝子に変異を導入し、ET-1遺伝子欠損マウスを樹立した。遺伝子完全欠損型(ホモ接合体)は生下時致死的であったので、対立遺伝子の一方に変異を持つヘテロ接合体における血圧測定からET-1の血圧調節における意義の解析を試み、ホモ接合体の解析からその形態形成における役割を明らかにした。ヘテロ接合体の動脈圧は野生型に比べて約10mmHgほどの高値を示した。この結果は、ET-1が生体内で単純に昇圧因子としてのみ働いているのではなく、生理的な血圧調節においてはむしろ降圧系における働きが大きいのではないかと予想させる。この血圧上昇の解析からET-1の高血圧の病態への関与に関して検討を進めている。一方、ホモ接合体は全例呼吸ができずに死亡し、下顎・耳介・舌など頭頚部に明らかな形成異常を認め、器官形成初期の解析や骨格系の解析などからこれらの異常が鰓弓形成の異常に基づくことが明らかになった。さらに、ET-1は下顎弓の器官培養において舌上皮の発達亢進作用を示し、かつ胎生中期においてET-1 mRNAの発現は鰓弓の上皮細胞に最も著明に認められた。胎生期の発現をさらに詳しく見ると、ET-1は大血管や心流出路の内皮細胞にも発現している。そこでホモ接合体の心血管系を解析すると、特にET受容体拮抗薬や抗ET-1抗体の母体への投与により大動脈弓の異常や心室中隔欠損などの心血管系の形成異常が起こることも明らかになった。ET-1は鰓弓に由来する頭頚部の組織・器官や心血管系の発達において、おそらくはその主要な構成細胞である神経堤由来の上皮性間葉細胞を標的としてその増殖または遊走・分化を促進していると考えられる。これまでET-1は血管作動性物質としてとらえられてきたが、本研究により形態形成因子としての新しい側面が明らかになり、ET-1欠損マウスは先天性心疾患の動物モデルとして、その発症機序の解析に有用と考えられた。

研究成果

• [文献書誌] 栗原由紀子: "Elevated blood pressure and craniofacial abnormalities in mice deficient in endothelin-1." Nature. 368. 703-710 (1994)
• [文献書誌] 前村浩二: "Isolation and characterization of vascular endothelial cells derived from lacking endothelin-1." Biochem.Biophys.Res.Commun.201. 538-545 (1994)
• [文献書誌] 前村浩二: "Renal endothelin and hypertension-reply." Nature. 372. 50-50 (1994)
• [文献書誌] 盛田俊介: "Role of Ca2+ and protein kinase C in shear stress-induced actin depolymerization and endothelin-1 gene expression." Circ.Res.75. 630-636 (1994)
• [文献書誌] 栗原裕基: "Targeting gene expression to the vascular wall in transgenic mice using the muripe preproendothelin-1 promoter." J.Clin.Invest.95(in press). (1995)