GM1ガングリオシドーシス疾患モデルマウスの病態解析と治療への応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680784
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 松田 潤一郎 国立感染症研究所, 獣医科学部, 主任研究官 (60181731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 治 国立感染症研究所, 獣医科学部, 主任研究官 (70235935) ; 滝本 一広 国立感染症研究所, 動物管理室, 研究員 (70280766) ; 小倉 淳郎 国立感染症研究所, 獣医科学部, 室長 (20194524)
• Keywords: マウス / 疾患モデル / トランスジェニック / リソゾーム病 / β-ガラクトシダーゼ / ガングリオシドーシス / 神経変性疾患 / 遺伝子治療

Research Abstract

GM1ガングリオシドーシスは酸性β-ガラクトシダーゼ(β-Gal)遺伝子の変異により、ガングリオシドGM1が蓄積する典型的なリソゾーム性蓄積症である。本症は神経症状を主徴とする神経変性疾患であるが、その病態は多様である。私達が作成したβ-Galノックアウト(KO)マウスは残存活性がほとんど無く、もっとも重症型である乳児型のモデルと考えられる。本研究では、まず、実験動物としての精度を高めるため、もともと交雑系であるβ-GalKOマウスのコンジェニック化(C57BL/6)を行った。その結果、交雑系、コンジェニック系ともに、GM1の蓄積は脳では顕著であるが、肝臓ではコンジェニック系において蓄積が消失した。アシアロGM1の蓄積は、脳ではコンジェニック系は交雑系に比べ約2割に低下し、コンジェニック系の肝臓では痕跡程度に低下した。マウスでは、GM1およびアシアロGM1の合成系に系統差があるものと考えられた。次にヒト正常型β-Gal強発現トランスジェニック(TG)マウスを作成し、KOマウスと交配し、ヒトβ-GalトランスジーンをKOマウスに導入したところ、β-Gal活性が増大し、脂質蓄積が消失し、症状が回復し治療効果が得られた。このマウスはヒトβ-Galのみを発現するヒト型モデルマウスとしても利用されるであろう。さらに多様な臨床症状を呈するモデルマウス作出の試みとして、残存酵素活性の認められるヒト変異β-Gal遺伝子(成人型I51T、幼児型R201C)を導入したトランスジェニック(Tg)マウスを作成し、β-GalKOマウスとの交配により、内在性のマウスβ-Galを持たず、ヒト変異酵素のみを持つマウスを作出した。これらの変異酵素は、マウス脳内ではとくに不安定であると考えられ、神経症状の発症時期や重症度の異なるモデルとなるものと期待される。

Research Products

• [Publications] 長瀬裕美 他: "ヒト変異型β-ガラクトシダーゼ遺伝子導入によるβ-ガラクトシドーシスモデルマウス作成の試み"日本疾患モデル学会記録. 16. 25-25 (2000)
• [Publications] 山本美江 他: "GM1ガングリオシドーシスモデルマウスへのヒト正常型β-ガラクトシダーゼトランスジーンの導入と解析"日本疾患モデル学会記録. 17(印刷中). (2001)
• [Publications] Itoh M et al.: "Developmental pathology of mice with targeted disruption of the β-galactosidase gene : a model of human G_<M1>-gangliosidosis"Brain and Development. (印刷中). (2001)
• [Publications] Tominaga L et al.: "Galactonojirimycin derivatives restore mutant human β-galactosidase activities expressed in fibroblasts from enzyme-deficient knockout mouse"Brain and Development. (印刷中). (2001)