2018 Fiscal Year Annual Research Report
筋細胞膜安定化因子ジストロフィンがもつ新規骨格筋幹細胞制御機構の発見とその解明
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17J08505
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
寺本 奈保美 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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Keywords | 筋ジストロフィー / 骨格筋 / ジストロフィン / ジストロフィンアイソフォーム |
Outline of Annual Research Achievements |
ベッカー型筋ジストロフィー症(BMD)はジストロフィン遺伝子のin-frame変異に起因し、持続的な筋損傷を示す遺伝病である。患者の筋組織には短縮型ジストロフィンタンパク質(tDp427)が発現するが、その発現量減少の程度が疾病の重症度と相関することが知られる。ところが、同疾病には現在までに有用なモデル動物が存在しなかったため、生体内での同タンパク質の減少メカニズムおよび病態進行との関連は明らかではない。本研究は、我々が独自に作出したベッカー型筋ジストロフィーモデルラット(BMDラット)を用い、tDp427の発現動態解析を通じて、tDp427の減少機構を明らかにしようとするものである。 本年度は、BMDラットの筋組織において特異的に発現する新規ジストロフィンアイソフォーム(以下、DpXとする)がtDp427の発現減少に寄与するという仮説のもと、DpXの発現動態および発現メカニズムを解析した。 まず、BMDラットのtDp427が発現している組織(骨格筋、心筋、海馬)におけるDpXの発現を解析したところ、解析したすべての組織でtDp427が発現していた。一方で、骨格筋、心筋においてはtDp427に加えてDpXが発現していた。また、経時的解析の結果、筋組織(骨格筋・心筋)におけるDpXの発現は胎児期から開始し、その発現開始時期はtDp427と同時期であることが明らかになった。次に、抗体を用いた解析の結果、DpXはtDp427と同様のC末端構造を持つことが示唆された。また、DpXが発現する組織におけるジストロフィン遺伝子転写産物の配列を5’RACE法により解析したところ、DpXに対応する新規転写産物は検出されなかった。以上より、DpXはtDp427が発現している組織に発現し、tDp427と共通のC末端構造を有していたことから、DpXはtDp427の分解産物である可能性が考えられた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題では、ベッカー型筋ジストロフィーモデルラットにおいて短縮型ジストロフィンタンパク質(tDp427)が減少していること、およびtDp427とC末端構造を共有する新規ジストロフィンアイソフォーム(DpX)が筋組織特異的に発現し、tDp427と同様に筋細胞膜下に局在することが明らかとなった。これらの結果はDpXの発現がtDp427の減少およびそれに伴う筋組織病態に寄与する可能性を示すものであり、当初の計画と同程度に進んでいると評価できる。
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Strategy for Future Research Activity |
本課題において現在までに得られた結果より、新規アイソフォーム(DpX)はベッカー型筋ジストロフィー症で生じる短縮型ジストロフィン(tDp427)の分解産物であることが予想される。今後はDpXがtDp427の減少に寄与しているという仮説のもと、DpXの発現メカニズムを明らかにしたうえで、その発現の抑制または促進がtDp427の発現に与える影響を明らかにすることを目標として研究を推進する。 今年度は、tDp427の分解に関わる酵素の同定を行った上で、同酵素の阻害剤処置を行いDpXの発現量に与える影響を解析する。また、正常なDp427およびtDp427と類似した配列をもつ、ミニジストロフィンタンパク質を発現するプラスミド(mini-Dp427, mini-tDp427)を作成し、それらをジストロフィンノックアウトラット個体および細胞に遺伝子導入する。mini-Dp427, mini-tDp427を導入した組織におけるDpXの発現および表現型を解析することにより、tDp427とDpXの発現の関係を明らかにする。
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Research Products
(1 results)