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2021 年度 実績報告書

脊椎後縦靭帯骨化症の疾患感受性遺伝子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 20H03811
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

中島 正宏  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (10338692)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード後縦靭帯骨化症 / OPLL / 疾患感受性遺伝子
研究実績の概要

OPLLは遺伝要因と環境要因の相互作用により発症する多因子遺伝病であると考えられているが、その成因、遺伝要因には不明な点が多い。われわれは世界で初めてOPLLのGWASを行い、OPLLの発症と関連する遺伝子多型が存在するゲノム領域を複数発見した。本研究の目的は、OPLLの発症に関与する疾患感受性遺伝子を同定し、同定した遺伝子の機能解析研究を突破口に、OPLLの病態を分子レベルで解明することである。
本年度は、OPLLの疾患感受性遺伝子と考えられる、昨年度同定した遺伝子データベースに登録されていないCCDC91の新たな転写物(スプライスバリアント)の機能解析を行った。スプライスバリアントの組織や細胞での発現様式から骨芽細胞分化への関与が考えられた。間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell: MSC)の骨芽細胞分化の系において、スプライスバリアントはアルカリフォスファターゼやオステオカルシンなどの骨分化マーカーの発現に先立って上昇した。MSCのスプライスバリアントをノックダウンすると、骨芽細胞分化は抑制された。一方、MSCにスプライスバリアントを過剰発現させると、骨芽細胞分化は促進した。このことから、スプライスバリアントは骨芽細胞分化を促進することでOPLLの骨化に関与することが示唆された。
スプライスバリアントは、long non-coding RNA(lncRNA)に分類される。LncRNAはさまざまな機能を持つが、その一つとして、microRNAと結合し、microRNAの活性を調節するというcompeting endogenous RNA (ceRNA)としての機能が知られている。スプライスバリアントに結合するmicroRNAをin silico予測したところ、骨芽細胞分化に重要な遺伝子をターゲットとするmicroRNAがいくつか見つかった。

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

本年度は当初の予定通り、新たに同定したCCDC91のスプライスバリアントの機能解析を行った。スプライスバリアントの発現解析、ノックダウンや過剰発現の解析から、スプライスバリアントはMSCの骨芽細胞分化を促進することでOPLLの骨化に関与することが示唆される。疾患感受性遺伝子多型のリスクバリアント→スプライスバリアントの発現増加→MSCの骨芽細胞分化の促進という経路が明らかになったが、スプライスバリアントの発現増加がなぜMSCの骨芽細胞分化を促進するのかは未解明である。

今後の研究の推進方策

今後は、スプライスバリアントの骨芽細胞分化促進作用のメカニズムを解明する。LncRNAであるスプライスバリアントがmicroRNAと結合し、microRNAの活性を調節するcompeting endogenous RNA (ceRNA)として機能するという仮説のもと、解析を進める。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] CDC5L promotes early chondrocyte differentiation and proliferation by modulating pre-mRNA splicing of SOX9, COL2A1, and WEE12021

    • 著者名/発表者名
      Jokoji Go、Maeda Shingo、Oishi Kazuki、Ijuin Toshiro、Nakajima Masahiro、Tawaratsumida Hiroki、Kawamura Ichiro、Tominaga Hiroyuki、Taketomi Eiji、Ikegawa Shiro、Taniguchi Noboru
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 297 ページ: 100994~100994

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100994

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polygenic Risk Score of Adolescent Idiopathic Scoliosis for Potential Clinical Use2021

    • 著者名/発表者名
      Otomo Nao et al.
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 36 ページ: 1481~1491

    • DOI

      10.1002/jbmr.4324

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2022-12-28  

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