| 研究概要 |
低骨量系マウスSAMP6と、高骨量系SAMP2の第13染色体intervalを持ちbackgroundがSAMP6であるcongenic系統P6.P2-pbd2bをF2まで交配して、recombinationを起こし、より短いSAMP2のintervalをもつsubcongenic系統を5系統作製した。再度同様にSAMP6とsubcongenic系統を交配してsub-sub-congenicマウスを作製したところ、2.4Mbpに原因遺伝子座の領域を狭めることができた。しかし当初骨量制御候補遺伝子と考えたGgps1はこの領域に含まれなかった。
そこで同じ領域内の他の候補遺伝子の検索をすすめた。sub-sub-congenicマウス(高骨量系SAMP2の第13染色体領域を低骨量系SAMP6 background上にもつ)のうちSAMP2由来領域が最短(2.4Mb)であるstrain(P6.P2-13)を用いて動的骨形態計測を行った結果、P6.P2-13ではSAMP6に比べて大腿骨骨膜面で骨石灰化面が増大しており、活性骨芽細胞が増殖していることが示唆された。またこのP6.P2-13より採取した骨芽細胞の増殖率はSAMP6由来のものよりも高値を示し、原因遺伝子が骨組織で骨芽細胞の増殖を制御している事が明らかになった。候補領域中の遺伝子のうち、mRNA発現量がSAMP6骨組織で高値であったSecreted Frizzled-related protein(Sfrp)4の組み換え蛋白-sFRP4はin vitroで骨芽細胞の増殖を抑制した。また骨芽細胞の増殖を促進するWnt signalingを部分的に抑制した。これよりsfrp4が骨芽細胞のWnt signalingを抑制することでSAMP6の骨形成量を低下させていると考えられた。Sfrp4の上流promoter領域にはSAMP2,SAMP6の2系統間の一塩基置換(SNPs)が14箇所認められた。この14SNPsを含む両系統の5'上流側2100塩基配列をreporter plasmidに組込んでpromoter assayを行ったところ、SAMP6の配列はSAMP2の配列に比べて約40%高いpromoter活性を示した。以上によりsfrp4のpromoter領域の配列の違いから発現量に差を生じて系統間の骨形成量の差につながったことが示唆された。
以上の結果、マウス第13番染色体上セントロメアより17.46Mb〜19.86Mbの部位に骨量制御遺伝子座を分離し、プロモーター領域の多型による発現量の差を介して骨量を制御しうる候補遺伝子として新たにSfrp4を同定した。
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