CaM結合領域のInv点変異マウスを活用した繊毛シグナルの解析

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08268
• 研究機関: 大阪医科薬科大学
• 研究代表者: 杉山 紀之 大阪医科薬科大学, 医学部, 准教授 (90381954)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 一次繊毛 / 嚢胞腎 / ネフロン癆

研究実績の概要

一次繊毛異常によって生じる嚢胞腎を呈する若年性ネフロン癆は根本的な治療法がない。同じ嚢胞腎を呈する常染色体優性多発性嚢胞腎においてはバソプレシン受容体拮抗薬が効果があり、臨床治験が行われている。しかしながら、若年性ネフロン癆においてはその嚢胞腎発生の機序も明らかとなっていない。我々が標的としている若年性ネフロン癆の責任遺伝子であるInvはカルシウム依存的にカルモデュリンと結合することを見出し、Invのカルモデュリン結合配列に点変異を導入したマウスを作製して機能解析を行なってきた。
点変異マウスは左右逆位は発症しないものの出生後３週間から嚢胞腎を発症することを確認した。これは左右逆位に関わるノード線毛と腎臓の一次繊毛におけるInvの機能が異なることを再確認させ、腎臓においてはカルモデュリンとの結合が重要であることを示した。カルモデュリンは一次繊毛に存在しているもののほぼ全長に局在しており、線毛の基部に局在するInvとは一部しか共在していない。尿細管上皮細胞の初代培養においてCa存在/非存在下においてそれぞれの局在を観察したが、変化はなかった。一部のカルモデュリンがInvに結合して作用していると考えられるが、その挙動は微量すぎて観察できていない。
解析を進行させるために点変異マウスの尿細管上皮細胞の細胞株樹立を検討しているが、この点変異マウスの繁殖がうまく行えておらず、必要な匹数が確保されていない。そのためにまずは点変異マウスの系統維持を優先させ、受精卵保存および 受精卵移植によるコロニー拡大を実施中である。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

樹立した点変異マウスの繁殖が難しく、系統維持が困難である。精子の運動能等には異常が観察されていないが、点変異ホモタイプがほとんど生まれてこないために研究に必要な匹数が確保できていない。得られた分で解析しながら、コロニー拡大に向けて人工授精等を行なっている。

今後の研究の推進方策

当初は初代培養系においてInvとカルシウムの挙動を明らかにする予定であったが、マウスの確保が困難であることから細胞株樹立を検討している。
また、当初の計画にあった質量顕微鏡解析も検討したが、何度かの検証により解像度の問題で適さないことが判明した。そのため、質量顕微鏡解析は行わず、次の研究課題としてVisium 空間的遺伝子発現解析法を用いて線毛シグナルのトリガーを探索することを計画している。

次年度使用額が生じた理由

マウス繁殖の困難さにより研究が大幅に遅れているため、研究計画３年目に予定していたことを実施することとなった。期間を１年間延長することによって、最終年度分を今年度に行うこととする。実際には細胞株樹立、その細胞を用いた線毛シグナルの変化、Invと結合する因子の探索を行う。