Establishment of animal disease models for intractable pediatric diseases due to defects of RNA metabolism and development of new therapeutics

RNA代谢缺陷引起的儿科疑难疾病动物模型的建立及新疗法的开发

基本信息

批准号：
20H03644
负责人：
花田俊勝
金额：
$ 8.07万
依托单位：
Oita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、RNAウイルスであるZikaウイルスの分子標的であるANKLE2についてゼブラフィッシュモデルを用いて研究を行った。ANKLE2は、有糸分裂中に核膜の形成を促進する分子BAFのリン酸化に関与する分子である。有糸分裂の際にBAFがリン酸化されると、核膜の分解が生じ、続く細胞分裂につながる。一方で、有糸分裂終了時には逆にBAFの脱リン酸化が生じ、核膜の再形成が行われる。BAFのリン酸化にはVRK1が働き、BAFの脱リン酸化にはANKLE2が働く。このVRK1とANKLE2のBAFに対するリン酸化のバランスは、細胞分裂時の核膜形成に重要であると考えられている。ANKLE2とVRK1の遺伝子変異は、先天性の小頭症であるMCPH16（常染色体劣性遺伝性原発性小頭症16）やPCH1A(脳橋小脳低形成1A）の原因であることが報告されている。また、ジカウイルスのNS4aタンパク質は、ANKLE2の機能を阻害することにより小頭症をひきおこす。本研究では、ANKLE2欠損ゼブラフィッシュモデルを作製し、ANKLE2変異に関連する疾患の発症機序について研究を行った。ANKLE2欠損ゼブラフィッシュの脳では、神経幹細胞の数が減少し小頭症様の表現型を示した。また電子顕微鏡において一部神経細胞において核膜の喪失を確認した。さらに、ANKLE2欠損ゼブラフィッシュは精子形成障害により不妊となることがわかった。これはZikaウイルス感染症が成人男性に対し不妊症をおこすことと一致する表現型である。分子機序として、VRK1のheterozygous deletionにより、ANKLE2欠損ゼブラフィッシュの小頭症および精子形成が回復することから、ANKLE2とVRK1のバランス破綻が先天性小頭症の原因になることを明らかにした（Sebastian et.al., BBRC）。

今年，我们使用斑马鱼模型对 ANKLE2（RNA 病毒寨卡病毒的分子靶标）进行了研究。 ANKLE2 是一种参与 BAF 磷酸化的分子，BAF 是一种在有丝分裂过程中促进核膜形成的分子。有丝分裂期间 BAF 的磷酸化导致核膜解体，导致随后的细胞分裂。另一方面，在有丝分裂结束时，BAF 发生去磷酸化，核膜重新形成。 VRK1 使 BAF 磷酸化，ANKLE2 使 BAF 去磷酸化。 VRK1 和 ANKLE2 之间 BAF 磷酸化的这种平衡被认为对于细胞分裂过程中核膜的形成很重要。据报道，ANKLE2 和 VRK1 的基因突变是先天性小头畸形 MCPH16（常染色体隐性遗传性原发性小头畸形 16）和 PCH1A（脑桥小脑发育不全 1A）的原因。此外，寨卡病毒 NS4a 蛋白通过抑制 ANKLE2 的功能导致小头畸形。在这项研究中，我们创建了 ANKLE2 缺陷斑马鱼模型，并研究了 ANKLE2 突变相关疾病的发病机制。 ANKLE2缺陷的斑马鱼的大脑表现出神经干细胞数量减少和小头畸形样表型。此外，使用电子显微镜证实了一些神经细胞的核膜丢失。此外，ANKLE2缺陷的斑马鱼被发现由于精子发生受损而无法生育。这是与导致成年男性不育的寨卡病毒感染一致的表型。至于分子机制，VRK1的杂合缺失可以恢复ANKLE2缺陷斑马鱼的小头畸形和精子发生，表明ANKLE2和VRK1之间平衡的破坏导致先天性小头畸形（Sebastian et.al., BBRC）。

项目成果

期刊论文数量（39）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Airlangga University(インドネシア)

艾尔兰加大学（印度尼西亚）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Dynamic Duo: Ankle2 and Vrk1 coordination in maintaining neurogenesis in zebrafishi

Dynamic Duo：Ankle2 和 Vrk1 协调维持斑马鱼的神经发生

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wulan Apridita Sebastian; Hiroshi Shiraishi; Nobuyuki Shimizu; Ryohei Umeda; Shaohong Lai; Mayo Ikeuchi; Ikuko Morisaki; Shinji Yano; Akihiko Yoshimura; Reiko Hanada;Toshikatsu Hanada.
通讯作者：
Toshikatsu Hanada.

X連鎖性ミオチュブラーミオパチーに伴う肝紫斑病の病態機構

X连锁肌管肌病相关肝紫癜的病理机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
清水誠之・白石裕士・井上真紀・井原健二・花田俊勝
通讯作者：
清水誠之・白石裕士・井上真紀・井原健二・花田俊勝

Analysis of smg9-deficient Zebrafish

smg9 缺陷斑马鱼的分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lai Shaohong; Hiroshi Shiraishi; Nobuyuki Shimizu; Wulan Apridita Sebastian; Reiko Hanada; Toshikatsu Hanada
通讯作者：
Toshikatsu Hanada

RNAエキソソームの機能破綻による疾患発症の分子機構解明

阐明RNA外泌体功能障碍导致疾病发生的分子机制