新型エーラスダンロス症候群の皮膚症状の疾患モデル動物確立と病態メカニズム解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K08745
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 吉沢 隆浩 信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 助教 (40713392)
• 研究分担者: 古庄 知己 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (90276311) ; 水本 秀二 名城大学, 薬学部, 准教授 (40443973)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: エーラス・ダンロス症候群 / Chst14遺伝子欠損マウス / 疾患モデル動物

研究実績の概要

筋拘縮型エーラス・ダンロス症候群(mcEDS)は、本学医学部から報告された疾患である。mcEDS患者では、結合組織脆弱性や進行性の脊椎変形、関節拘縮等の症状を呈する。特に、反復性巨大皮下血腫や皮膚の脆弱性は、患者のQOLに影響する重大な症状として知られている。本症では、CHST14遺伝子の病的変異を原因として、糖鎖修飾(デルマタン硫酸付加)を介したコラーゲン細線維の集合に必要な酵素(D4ST1)の活性消失が認められる。患者の皮膚ではコラーゲン細線維の集合不全が認められ、CHST14遺伝子と組織脆弱性との関連性が示唆されているが、病態メカニズム解明や治療法確立には至っていない。
申請者はこれまでに、Chst14遺伝子欠損マウス(Chst14 KO)での検討を行い、胎盤血管の異常を伴う出生率低下を示すことや、出生率がマウスの遺伝背景に影響されること、患者と同様のコラーゲン細線維の構造変化や、皮膚機能(創傷治癒)の低下が認められること等を明らかにしてきた。
2021年度は、2020年度から引き続き、皮膚表現型についての解析を行った。また、Chst14 KO皮膚線維芽細胞では、細胞機能の低下が認められたが、これに対する改善効果が示唆される物質を得た。その物質の効果については、皮膚線維芽細胞への添加(再現実験)や、マウスへの投与実験で検証を行っているところである。昨年度までに作出した、タモキシフェン誘導性Chst14コンディショナルKOマウスは、薬剤投与条件の検討を行ったが十分な遺伝子欠損効率を得ることが困難であった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していたタモキシフェン誘導性Chst14コンディショナルKOマウスの解析では、十分な遺伝子欠損効率を得ることができなかった。一方で、皮膚表現型の解析等から、Chst14 KO皮膚線維芽細胞の機能低下に対する改善効果が示唆される物質を得るという、当初の想定を超えた結果を得ることもできた。これらを総合的に考慮して「おおむね順調に進展している」とした。

今後の研究の推進方策

2022年度には、創傷治癒過程における遺伝子発現の違いを野生型とChst14 KOで解析し、mcEDSの皮膚機能低下の原因を検討する。また、Chst14 KO皮膚線維芽細胞機能低下に対する改善効果が示唆された物質の効果について、細胞への添加実験やChst14 KOへの投与で検証(再現実験)を行う。さらに、その物質が創傷治癒過程のどこに作用するのかを、前述の遺伝子発現の解析等の結果と併せて解明する。

次年度使用額が生じた理由

Chst14 KO皮膚線維芽細胞の機能改善効果が示唆される物質が得られ、その効果と再現性を慎重に評価するために研究期間を延長したため。次年度使用額は、細胞への添加実験やマウスへの投与実験のために使用する。

研究成果

• [雑誌論文] A new mouse model of Ehlers-Danlos syndrome generated using CRISPR/Cas9-mediated genomic editing (2021)
  • 著者名/発表者名: Y. Nitahara-Kasahara, S. Mizumoto, Y. U Inoue, S. Saka, G. Posadas-Herrera, A. Nakamura-Takahashi, Y. Takahashi, A. Hashimoto, K. Konishi, S. Miyata, C. Masuda, E. Matsumoto, Y. Maruoka, T. Yoshizawa, T. Tanase, T. Inoue, S. Yamada, Y. Nomura, S. Takeda, A. Watanabe, T. Kosho, T. Okada
  • 雑誌名: Disease Models & Mechanisms 巻: 14(12) ページ: -
  • DOI: 10.1242/dmm.048963
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Chst14遺伝子欠損マウスを用いた筋拘縮型エーラスダンロス症候群の皮膚病態モデル (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉沢 隆浩、嶋田 新、高橋 有希、岳 鳳鳴、山中 仁木、古庄 知己、松本 清司
  • 学会等名: 第68回日本実験動物学会総会
• [学会発表] 1歳齢の疾患モデルマウス(Chst14-/-)を用いた筋拘縮型エーラス・ダンロス症候群(mcEDS)の骨病変の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高橋 有希、吉沢 隆浩、水本 秀二、山田 修平、古庄 知己
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第66回大会
• [学会発表] 筋拘縮型エーラス・ダンロス症候群の疾患モデルマウス（Chst14－/－）の出生率に対するエンリッチメントの効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高橋 有希、吉沢 隆浩、嶋田 新、古庄 知己
  • 学会等名: 第68回日本実験動物学会総会
• [備考] 信州大学学術情報オンラインシステムSOAR
  • URL: http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.OCyUumkh.html
• [備考] 研究紹介(吉沢 隆浩)
  • URL: https://www.shinshu-u.ac.jp/institution/kiban/i-animal/news/2013/04/post-2.php