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早期発症の変形性関節症を主要症状とする骨系統疾患であるCzech dysplasiaは、II型コラーゲンのArg275Cys変異を原因とする単一遺伝子病である。研究代表者は変形性関節症の病態をその中心病変分子であるII型コラーゲンとマトリックスの超分子構造の観点から明らかにするため、II型コラーゲンのArg275Cys変異を導入したトランスジェニックマウスを作製した。
①トランスジェニックマウスの系統樹立: Arg275Cys変異(c.823C>T)を導入したマウスII型コラーゲン遺伝子を、マウスII型コラーゲン遺伝子のプロモーターとエンハンサーを有するベクター(pKN185)に挿入して、トランスジェニックマウスのコンストラクトを完成させた。ベクターDNAを量産・精製して必要部分を切り出し、C57BL/6系統のマウス受精卵にマイクロインジェクションした。状態の良好な受精卵を偽妊娠マウスの生殖器に移植して出産まで飼育し、F0産仔4個体が得られた。各F0個体を野生型 C57BL/6系統のマウスと交配して得られた F1産仔から組織を採取し、DNAを抽出して、PCR法により変異遺伝子が染色体に取り込まれた個体を選別した。その結果、継代可能な独立した2系統が樹立された。これらの交配をさらに独立して進め、変形性関節症の初期兆候を注意深く観察しながら多数の個体を飼育している。
②生化学的解析: 哺乳類細胞においてマウスII型コラーゲン遺伝子を過剰発現させるため、CMVプロモーターの発現ベクターに野生型マウスII型コラーゲン遺伝子を組み込んだ。このベクターに上記のArg275Cys変異(c.823C>T)を導入した変異型マウスII型コラーゲン遺伝子の発現ベクターも作製した。これらを量産・精製し、トランスジェニックマウスから得られる軟骨組織を解析する際にスタンダードとして用いる準備が整った。
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