遺伝子改変マウスを用いたヘム生合成系異常疾患遺伝子治療の基礎的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10557015
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 林 典夫 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00004606)
• 研究分担者: 小林 聡 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (50292214) ; 竹谷 茂 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (20121949) ; 山本 雅之 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (50166823)
• キーワード: 5-アミノレブリン酸合成酵素 / ヘム生合成 / 遺伝子改変マウス / 鉄芽球性貧血 / 鉄代謝 / 環状鉄芽球 / 赤血球分化 / モデル動物

研究概要

昨年度は、X染色体連鎖鉄芽球性貧血(XLSA)の原因遺伝子であるヘム合成系律速酵素の赤血球型5-アミノレブリン酸合成酵素(ALAS-E)の遺伝子ターゲティング実験を行い、作成されたALAS-E遺伝子破壊(ALAS-E KO)マウスの解析を行い報告した。近年、遺伝性代謝疾患の治療法の一つとして遺伝子治療が試みられている。遺伝子治療法の開発には動物モデルの存在が極めて重要な役割を果すため、本年度はALAS-E KOマウスにXLSA患者より得られたヒトALAS-E変異体遺伝子を導入する部分的レスキューによるXLSA動物モデルの確立を目指した。先ず、既に報告者らの手で解析されていた転写因子GATA-1遺伝子の赤血球組織特異的プロモーター領域に、ヒトALAS-Eの変異体および野生型のcDNAを各々連結されることにより、赤血球組織特異的に発現可能なヒトALAS-EcDNA組換え体を調製し、これを用いてトランスジェニックマウス(hALAS-E Tg)を作成した。これらhALAS-E Tgは卵黄嚢および骨髄細胞でヒトALAS-E mRNAを発現していた。次いで、このhALASE Tgとヘテロマウスとの交配により、ALAS-E KOマウスへヒトALAS-E変異体を導入した。その結果、hALAS-ETg(♂)とALAS-E-/+ヘテロ(♀)のF1個体中で6週齢まで成長したマウスには、ALAS-E欠失体(ALAS-E-/Y: hALAS-E Tg(-))は含まれていなかったが、マウスALAS-E遺伝子を保持していないにも拘らず、胎生致死を免れた(レスキューされた)マウス(ALASE-/Y:hALAS-E Tg(+))が認められた。従って、ALAS-E KOマウスに対してGATA-1プロモーターを用いたALAS-E遺伝子の導入によるレスキューが確認され、この系によるXLSAモデルマウスの確立が可能なことが示された。

研究成果

• [文献書誌] Minegishi Naoko: "The mouse GATA-2 gene is expressed in the para-aortic splanchnopleura and aortagonad-mesonephros region"Blood. 93・12. 4196-4207 (1999)
• [文献書誌] Harigae Hideo: "A novel mutation of the erythroid-specific d-aminolaevulinate synthase gene in a patient with X-linked sideroblastic anaemia"Br.J. Haematol. 106・1. 175-177 (1999)
• [文献書誌] Furuyama Kazumichi: "Absence of C282Y and H63D mutations of the hemochromatosis gene in Japanese patients with sideroblastic anemia"Am.J. Hematol. 61・4. 276 (1999)
• [文献書誌] Harigae Hideo: "A novel mutation of the erythroid-specific d-aminolevulinate synthase gene in a patient with non-inherited pyridoxine-responsive sideroblastic anemia"Am.J. Hematol. 62・2. 112-114 (1999)
• [文献書誌] Nakajima Osamu: "Heme deficiency in erythroid lineage causes differentiation arrest and cytoplasmic iron overload"EMBO J.. 18・22. 6282-6289 (1999)