ゲノム編集を用いた口蓋裂と歯の形成不全の病原遺伝子を探る新たなアプローチ

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H02577
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山城 隆 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (70294428)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒坂 寛 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (20509369) ; 伊藤 慎将 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (40633706) ; 三原 聖美 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00551920) ; 中川 一路 京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ゲノム編集 / 口蓋 / 歯 / 遺伝子改変動物

Outline of Annual Research Achievements

口唇口蓋裂や歯の欠損・形成不全等の口腔の先天性疾患における病態の分子機構の解明は、将来の診断・予防・治療の発展のために不可欠である。一方、口唇口蓋裂や歯の形成異常は複数の病原遺伝子と環境因子が発症に関与する多因子遺伝性疾患である。そのため、多数の病原遺伝子の同定とともに、その分子間ネットワークを理解することが重要である。本研究はRunxシグナルをはじめとする口蓋裂と歯の形成不全が生じる分子機構の全貌を明らかにするとともに、新たな研究手法としての次世代遺伝子改変技術であるゲノム編集の確立を図るものである。特に、Crispr/Cas9システム(参考文献１)は、標的DNA配列を含む短いガイドＲＮＡとCas9というDNA２本鎖切断酵素のみで二本鎖DNAを配列特異的に切断し、ここに遺伝子変異が導入できる。
本年度は、従来の方法で当研究グループが所有するRunxシグナルに関わる遺伝子改変動物を用いた検討を行った結果、口蓋の癒合において、FgfシグナルとＴｇｆｂシグナルを結ぶ新規のシグナルカスケードを同定した。これによってゲノム編集で遺伝子改変を行うための標的分子の候補が拡がった。その成果の一部は来年度に報告する予定である。また、ゲノム編集でノックダウンする候補遺伝子をいくつか絞り込み、来年度には早速ゲノム編集によるノックアウトマウスを作成する基盤を整備した。また、培養細胞へのCrispr/Cas9による遺伝子導入を行うための基盤を整備した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初、ノックダウンする予定であった標的分子について、他の研究グループがノックアウトマウスを作成し、その表現系を解析結果が一部公表されたため、そのマウスの作成は取りやめ、新たなターゲット分子を検討した。そのため、予定よりも、ゲノム編集を用いたマウスの作成が少し遅れている。しかし、既に新たな候補遺伝子は検討しており、平成28年度上旬には、早速、ゲノム編集を用いたノックアウトマウスの作成を予定している。

Strategy for Future Research Activity

本年度は、具体的にゲノム編集を用いたノックアウトマウスを行う予定である。また、培養遺伝子へのゲノム編集を用いた遺伝子導入を予定している。