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2012 年度 実績報告書

MSM/Msマウスのユニークな表現型の遺伝学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 21220010
研究機関熊本大学

研究代表者

山村 研一  熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 教授 (90115197)

研究分担者 吉信 公美子  熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 助教 (20274730)
山縣 和也  熊本大学, その他の研究科, 教授 (70324770)
若菜 茂晴  独立行政法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (90192434)
研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2014-03-31
キーワード野生マウス / 膵炎 / 糖尿病 / 可変型相同組換え / ヒト化マウス / 行動
研究概要

C57BL/6をコントロールとしてMSMに関する詳細な行動解析を行ない、情動性、新奇場面での移動活動性、居住場面での活動性と活動パターンといった項目について両系統間で統計的に有意な差があることを見いだした。また、上記の有意差のある項目についてキメラマウスを用いて行動解析を行った。同じキメラマウスの脳の凍結組織切片をlac Z染色することにより観察したMSM由来の細胞の分布と行動解析のデータを比較検討し、活動性、情動性等においてMSMに特徴的な表現型を示す領域の同定を目指した。その結果、嗅球、視床、扁桃体、中脳、橋、延髄がMSMの行動特性に関与する可能性が示唆された。
セルレイン膵炎誘発時にPrss2およびVegfaがMSMで高発現していることが明らかとなった。また、プロテオーム解析法を検証したところ、小さい分子のタンパクは抽出できていないことが分かった。そこで方法論の改良を試み、尿素とMethyl-β-cyclodextrinを用いることで、この問題を解決することができた。
B6 ESを用いてGck(1a)(膵臓タイプ), Gck1(1b)(肝臓タイプ), Hnf1a, Hnf1b, Hnf4a(1a)(膵臓タイプ), Hnf4a(1b)(肝臓タイプ),Neurod1, Pdx1のKOマウスを作製した。このうちHnf1aについてはヘテロおよびホモマウスを作製し、ホモマウスは出生後に早期に死亡すること、発現遺伝子解析により膵島量の制御に関与することが想定されるHgfacの発現が約50%に低下していることを明らかにした。Gckホモマウスについてはインスリン分泌・耐糖能が悪化していた。Pdx1、NeuroD、Hnf1a、Hnf1bおよびGckについて、ヒト正常およびヒト糖尿病患者で同定された変異遺伝子で置換したES細胞を樹立した。

現在までの達成度 (区分)
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

MSMに特徴的な表現型を示す領域の同定を目指し、その結果、MSMの行動特性に関与する可能性が示唆される領域が同定できた。
セルレイン膵炎の感受性に関与する新たな遺伝子としてPrss2およびVegfaを同定できた。
MODY遺伝子6種類についてすべてのノックアウトマウスを作製できた。また、ヒト正常および変異遺伝子で置換したマウスES細胞を樹立することに成功した。

今後の研究の推進方策

今後は、MSMとC57BL/6に関して、関連脳領域をレーザーマイクロダイセクション法等で採取し、mRNAを抽出してマイクロアレイによる発現解析を行い、両系統間で発現に差のある遺伝子を同定する。
Hnf1b、Hnf4a、Pdx1およびNeuroD1のノックアウトマウスについても、インスリン分泌や糖尿病発症の有無について検討する。また、マウスMODY遺伝子座にヒト正常・変異遺伝子で置換したマウスを作製し、耐糖能異常・糖尿病発症の有無について検討を行う。MSM ESを用いて作製したMODY遺伝子ノックアウトマウスの作製と解析を行う。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Gene-trap mutagenesis using Mol/MSM-1 embryonic stem cells from MSM/Ms mice2013

    • 著者名/発表者名
      Nakahara, M., Tateyama, H., Araki, M., Nakagata, N., Yamamura, K. and Araki, K.
    • 雑誌名

      Mammal Genome

      巻: 24 ページ: 228-239

    • DOI

      10.1007/s00335-013-9452-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ectopic Expression of Ptf1a Induces Spinal Defects, Urogenital Defects, and Anorectal Malformations in Danforth’s Short Tail Mice.2013

    • 著者名/発表者名
      Semba, K., et al.
    • 雑誌名

      Plos Genet.

      巻: Feb;9(2) ページ: e1003204

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1003204

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of intrapancreatic SPINK1/Spink3 expression in the development of pancreatitis.2012

    • 著者名/発表者名
      Ohmuraya, M. et al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiol

      巻: 3 ページ: article 126

    • DOI

      10.3389/fphys.2012.00126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exhaustion of nucleus pulposus progenitor cells with ageing and degeneration of the intervertebral disc.2012

    • 著者名/発表者名
      Sakai, D. et al.
    • 雑誌名

      Nature Comm.

      巻: 3 ページ: 1264

    • DOI

      10.1038/ncomms2226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Cre Knock-in Mouse Line on the Sickle Tail Locus Induces Recombination in the Notochord and Intervertebral Discs.2012

    • 著者名/発表者名
      Abe, K. et al.
    • 雑誌名

      Genesis

      巻: 50 ページ: 758-765

    • DOI

      10.1002/dvg.22035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anks4b, a novel target of HNF4alpha protein, interacts with GRP78 protein and regulates endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis in pancreatic beta-cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Sato Y et al.
    • 雑誌名

      J Biol. Chem.

      巻: 287 ページ: 23236-23245

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.368779

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of hepatocyte growth factor activator (Hgfac) gene as a target of HNF1alpha in mouse beta-cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Ohki T et al.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 586 ページ: 619-624

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.07.134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel function of transthyretin in pancreatic alpha cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Su Y. et al.
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 586 ページ: 4215-4222

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2012.10.025.

    • 査読あり
  • [学会発表] 脊椎形成の分子メカニズムの解析‐マウスからヒトへ‐2013

    • 著者名/発表者名
      山村研一
    • 学会等名
      第26回日本軟骨代謝学会
    • 発表場所
      大阪(千里ライフサイエンスセンター)
    • 年月日
      20130228-20130301
  • [学会発表] Re-sequencing and refinement of genomic structure of six susceptibility regions to diabetes mellitus in a mice strain, MSM/Ms2012

    • 著者名/発表者名
      要匡他
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡(マリンメッセ福岡)
    • 年月日
      20121211-20121213
  • [学会発表] 未知遺伝子をトラップした可変型遺伝子トラップマウスラインの解析2012

    • 著者名/発表者名
      吉信公美子他
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡(マリンメッセ福岡)
    • 年月日
      20121211-20121213
  • [学会発表] 慢性膵炎モデルマウスでは疾患関連遺伝子の異常が引き起こされる2012

    • 著者名/発表者名
      大村谷昌樹他
    • 学会等名
      第71回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      北海道(札幌市教育文化会館)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] MSM/Ms由来ES細胞を用いたc-Mafトランスジェニックマウスの作出と解析2012

    • 著者名/発表者名
      舘山浩紀 他5名
    • 学会等名
      第26回モロシヌス研究会
    • 発表場所
      東京(東京大学)
    • 年月日
      20120615-20120616
  • [学会発表] Analysis of a novel HNF4alpha; target gene Anks4b in pancreatic beta-cells2012

    • 著者名/発表者名
      Yamagata K et al.
    • 学会等名
      72nd American Diabetes Association scientific sessions
    • 発表場所
      Philadelphia/Pennsylvania/USA
    • 年月日
      20120608-20120612
  • [学会発表] Sktcreマウス系統を用いた椎間板コンディショナルノックアウトシステムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      阿部幸一郎他
    • 学会等名
      第59回日本実験動物学会総会
    • 発表場所
      大分(別府国際コンベンションセンター)
    • 年月日
      20120524-20120526
  • [学会発表] ヘルパーES細胞を用いることによりキメラ作製困難なES細胞から生殖系列キメラを得る手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      荒木喜美他
    • 学会等名
      第59回日本実験動物学会総会
    • 発表場所
      大分(別府国際コンベンションセンター)
    • 年月日
      20120524-20120526
  • [図書] Genetic manipulations using Cre and mutant loxP sites. (ed. Alexei Morozov), in Controlled genetic manipulations.2012

    • 著者名/発表者名
      Araki, K. and Yamamura, K.
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      Humana Press
  • [備考] 熊本大学生命資源研究支援センター 疾患モデル分野

    • URL

      http://irda-genetics.kuma-u.jp

  • [備考] 熊本大学生命科学研究部 病態生化学分野

    • URL

      http://srv02.medic.kumamoto-u.ac.jp/dept/biochem2/biochem2.html

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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