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。

近期，我们对一例遗传性粪卟啉症患者的CPOX基因进行突变分析，发现该患者为纯合子，转录起始位点发生突变。使用基因突变导入载体的实验表明，突变的CPOX蛋白不能转移至线粒体。由于人们认为 CPOX 仅在从细胞质转移到线粒体后才表现出其酶活性，这表明除了先前已知的血红素生物合成途径之外还存在另一种途径。因此，利用人类来源的培养细胞，我们将创建与实际患者具有相同突变的转基因细胞，并分析是否存在新的血红素生物合成途径。此外，我们将创建转基因小鼠模型并分析血红素代谢途径和病理表型。在我们分析的遗传性粪卟啉症（HCP）中，由于CPOX基因的纯合突变，产生了稍短的CPOX蛋白，但表达突变蛋白的实验表明该蛋白不能转移到线粒体。迄今为止，人们一直认为CPOX必须转移到线粒体才能发挥其酶活性，但我们的病例是轻度病例，血红素生物合成系统在一定程度上得以维持。这强烈表明除了先前已知的血红素生物合成系统代谢途径之外还存在替代途径，本研究将澄清这个问题。当我们使用人肝癌来源的HepG2细胞测量重组突变CPOX蛋白的活性时，我们发现它具有与正常CPOX蛋白相当的活性。我们正在尝试使用人源培养的 HeLa 细胞，使用 CRISPER/Cas9 系统构建 TIC1 突变细胞，但这尚未完成。

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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