遺伝性ポルフィリン症におけるヘム生合成に関する新規代謝経路の解明

阐明遗传性卟啉症血红素生物合成的新代谢途径

基本信息

批准号：
21K08317
负责人：
中野創
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

最近、我々は遺伝性コプロポルフィリン症の1症例においてCPOX遺伝子変異解析を行い、転写開始点に変異を有するホモ接合体であることを明らかにした。遺伝子変異導入ベクターを用いた実験で、変異CPOXタンパクはミトコンドリアに移動できないことが判明した。CPOXは細胞質からミトコンドリアに移動して初めて酵素活性が発揮されるとされてきたため、従来知られるヘム生合成経路以外の副経路の存在が示唆された。そこでヒト由来培養細胞を用い、実際の患者と同じ変異を有する遺伝子改変細胞を作成し、新規のヘム生合成経路の有無を解析する。さらに、遺伝子改変モデルマウスを作成し、ヘム代謝経路や病的表現型の解析を行う。我々が解析した遺伝性コプロポルフィリン症（HCP）ではCPOX遺伝子のホモの変異のため、わずかに短いCPOXタンパクが作られるが、これはミトコンドリアに移動できないことが変異タンパク発現実験で明らかになった。これまでCPOXはミトコンドリアに移動しないと酵素活性を発揮できないとされてきたが、我々の症例は軽症例であり、ヘム生合成系はある程度維持されている。従って、従来知られてきたヘム生合成系の代謝経路以外の副経路の存在が強く示唆されるため、本研究でこの問題を明らかにする。ヒト肝癌由来HepG2細胞を用い、リコンビナント変異CPOXタンパクの活性測定を行ったところ、正常CPOXタンパクと同程度の活性を有することが分かった。ヒト由来培養細胞HeLaを用いたCRISPER/Cas9システムを用い、TIC1変異導入細胞の構築を試みているが、まだ完成していない。

最近，我们在遗传性副质畸形的情况下进行了CPOX基因突变分析，并透露它是一个纯合体，在转录起源有突变。使用基因诱变载体的实验表明，突变的CPOX蛋白不能迁移到线粒体。有人说，只有当CPox从细胞质迁移到线粒体时，才能发挥作用，这表明除了先前已知的血红素生物合成途径以外，还有其他途径。因此，培养的人类衍生细胞用于创建与实际患者中相同突变的遗传修饰细胞，并分析了新型血红素生物合成途径的存在或不存在。此外，准备了遗传修饰的小鼠模型，并对血红素代谢途径进行分析和病理表型。在我们分析的遗传性副畸形（HCP）中，由于CPOX基因中的同型刺激而产生了略短的CPOX蛋白，但是突变蛋白表达实验表明，这不能迁移到线粒体上。到目前为止，有人说CPOX除非迁移到线粒体，但我们的病例是温和的，并且在某种程度上保持血红素生物合成系统。因此，这项研究将阐明这一问题，因为它强烈表明，除了迄今已知血红素生物合成系统的代谢途径以外，还有其他其他条件。当使用人肝癌衍生的HEPG2细胞测量重组突变体CPOX蛋白的活性时，发现它们具有与正常CPOX蛋白相同的活性。我们试图使用人类衍生的培养细胞HELA使用Crisper/Cas9系统来构建TIC1诱变细胞，但尚未完成。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ヘム生合成とポルフィリン症

血红素生物合成和卟啉症

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Utsunomiya A;Hasegawa M;Oyama N;Asano Y;Endo H;Fujimoto M;Goto D;Ishikawa O;Kawaguchi Y;Kuwana M;Ogawa F;Takahashi H;Tanaka S;Sato S;Takehara K;Ihn H.;中野　創
通讯作者：
中野　創

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