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2016 年度 実績報告書

ゲノム編集を用いた口蓋裂と歯の形成不全の病原遺伝子を探る新たなアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 15H02577
研究機関大阪大学

研究代表者

山城 隆  大阪大学, 歯学研究科, 教授 (70294428)

研究分担者 黒坂 寛  大阪大学, 歯学研究科, 助教 (20509369)
伊藤 慎将  大阪大学, 歯学研究科, 助教 (40633706)
三原 聖美  大阪大学, 歯学研究科, 招へい教員 (00551920)
中川 一路  京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード口蓋裂 / ゲノム編集
研究実績の概要

口唇口蓋裂や歯の欠損・形成不全等の口腔の先天性疾患における病態の分子機構の解明は、将来の診断・予防・治療の発展のために不可欠である。一方、口唇口蓋裂や歯の形成異常は複数の病原遺伝子と環境因子が発症に関与する多因子遺伝性疾患である。そのため、多数の病原遺伝子の同定とともに、その分子間ネットワークを理解することが重要である。本研究はRunxシグナルをはじめとする口蓋裂と歯の形成不全が生じる分子機構の全貌を明らかにするとともに、新たな研究手法としての次世代遺伝子改変技術であるゲノム編集の確立を図るものである。特に、Crispr/Cas9システム(参考文献1)は、標的DNA配列を含む短いガイドRNAとCas9というDNA2本鎖切断酵素のみで二本鎖DNAを配列特異的に切断し、ここに遺伝子変異が導入できる。
昨年度は、従来の方法で当研究グループが所有するRunxシグナルに関わる遺伝子改変動物を用いた検討を行った結果、口蓋の癒合において、RunxシグナリングがStat3のリン酸化を制御することでTgfbシグナルを制御する新規のシグナルカスケードを同定した。そして、これに関連する遺伝子でゲノム編集で遺伝子改変を行うための標的分子の候補をほぼ決定した。その成果の一部は平成29年度の始めに報告する予定である。また、来年度にはゲノム編集によるノックアウトマウスに向けた遺伝子改変を開始する。また、培養細胞へのCrispr/Cas9による遺伝子導入を行うための基盤を整備した。

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

昨年度、ノックダウンする予定であった標的分子について、他の研究グループがノックアウトマウスを作成し、その表現系を解析した結果が一部公表されたため、そのマウスの作成は取りやめた。しかし、Runx1シグナルの下流でStat3の制御を介した新規シグナルカスケードを同定し、さらに他にも関連遺伝子を同定したため、新たなターゲット分子が検討された。そのため、予定よりも、ゲノム編集を用いたマウスの作成が少し遅れている。しかし、既に新たな候補遺伝子は決定し、ゲノム編集によるマウス作製の準備に既に取り掛かっている、平成29年度には、早速、ゲノム編集を用いたノックアウトマウスが完成する予定である。

今後の研究の推進方策

本年度は、ゲノム編集を用いたノックアウトマウスを作成し、その表現型の解析を行う予定である。また、培養遺伝子へのゲノム編集を用いた遺伝子導入の最適化を図る。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Rdh10 loss-of-function and perturbed retinoid signaling underlies the etiology of choanal atresia.2017

    • 著者名/発表者名
      Kurosaka H, Wang Q, Sandell L, Yamashiro T, Trainor PA.
    • 雑誌名

      Hum Mol Genet.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/hmg/ddx031

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanisms of growth, development and disease of the craniofacial skeleton, Clin Calcium2016

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro T
    • 雑誌名

      Clin Calcium

      巻: 26 ページ: 140-5

    • DOI

      CliCa1601140145

  • [学会発表] Retinoic-acid-induced cleft palate by regulating Sim2 and sonic hedgehog signaling2016

    • 著者名/発表者名
      Wang Q, Yamashiro T, Kurosaka H
    • 学会等名
      International Symposium Oral and Craniofacial Development and Diseases
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Runx signaling is specifically involved in the fusion between the primary palate and the secondary palate by regulating Tgfb3 signaling2016

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro T
    • 学会等名
      International Symposium Oral and Craniofacial Development and Diseases
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Runxシグナルは一次口蓋と二次口蓋の融合にTgfb3を介して関与している2016

    • 著者名/発表者名
      Sarper Safiye、黒坂 寛、三原聖美、青山剛三、山城 隆
    • 学会等名
      歯科基礎医学会学術大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-08-25 – 2016-08-25
  • [学会発表] Runx signaling is specifically involved in the fusion between the primary palate and the secondary palate by regulating Tgfb3 signaling.2016

    • 著者名/発表者名
      Sarper S, Yamashiro T
    • 学会等名
      Tooth Morphogenesis and Differentiation meeting
    • 発表場所
      ポルヴォー、フィンランド
    • 年月日
      2016-06-13 – 2016-06-18
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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