骨髄ニッチにおけるPqbp1の意義とPQBP1異常小頭症の医科歯科連携遺伝子治療

Pqbp1在骨髓生态位中的意义以及PQBP1异常小头畸形的医疗-牙科协同基因治疗

基本信息

批准号：
19K10378
负责人：
石田宝義
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究分担者である岡澤らは、脳サイズ調節の分子メカニズムを解明するため、ポリグルタミン病結合タンパクとして、岡澤ら自身が発見した新規分子 Polyglutamine binding protein 1(PQBP1)を操作しPQBP1欠損小頭症マウスを作成し、1) サイズの新規調節機構の発見、2) PQBP1異常症の発症メカニズムの解明、3) PQBP1異常症に関する遺伝子治療への道筋を示した。 PQBP1欠損の影響は、脳サイズおよび機能に限局されると考えられていた。しかし、低身長も認められたため全身の骨代謝に対する影響も示唆されたが、そのメカニズムは未だ不明であった。そこで本研究では、PQBP1欠損が骨代謝に与える影響およびその分子メカニズムを解明することした。生後4週齢雄性Nes-cre XFloxY（PQBP1-cKO）マウス（各n=4）を実験群とし、XY XFloxY Nes-Cre XYマウス（各n=4）を対照群とする。全群において、生後4週齢から2週間ごとに 3DmicroCTを用いて大腿骨、脛骨を撮像し経時的に評価する。全群において生後10週齢（屠殺日）になる4日と1日前にカルセインを皮下投与する。各計測部位の骨形態および骨梁構造を解析する。HE, TRAP, Safranin-O染色を行い、SOX9,COL2A1、SP7、BGLAP、TNFSF11、TNFRSF11B、およびNFATC1のmRNAの発現をRT-qPCRにて解析した。脛骨、腓骨、頭蓋骨の大きさは6-10週齢において有意に減少した。組織学的な計測と同様であった。Nes-cre XFloxY（PQBP1-cKO）マウスにおいて骨形成および軟骨形成が低下した。またそれに関する遺伝子発現のdownregulationが起こった。PQBP1が骨代謝と恒常性に重要な役割を果たしていることが示唆された。

为了阐明大脑大小调节的分子机制，联合研究人员 Okazawa 等人操纵了一种新的分子——聚谷氨酰胺结合蛋白 1 (PQBP1)，他们发现这种分子是一种聚谷氨酰胺疾病结合蛋白，从而开发出 PQBP1 缺陷的小尺寸大脑。通过创建头颅小鼠，我们 1) 发现了一种新的大小调节机制，2) 阐明了 PQBP1 异常的发生机制，3) 为 PQBP1 异常的基因治疗提供了途径。 PQBP1 缺陷的影响被认为局限于大脑的大小和功能。然而，由于也观察到身材矮小，因此有人认为它可能对全身骨代谢有影响，但其机制仍不清楚。因此，本研究旨在阐明PQBP1缺陷对骨代谢的影响及其分子机制。 4周龄雄性Nes-cre XFloxY (PQBP1-cKO)小鼠（每只n=4）作为实验组，XY在所有组中，从 4 周龄开始，每 2 周使用 3D microCT 对股骨和胫骨进行一次成像，并随时间进行评估。在所有组中，在10周龄前4天和1天（处死日）皮下注射钙黄绿素。分析每个测量部位的骨形态和小梁结构。进行HE、TRAP和番红-O染色，并通过RT-qPCR分析SOX9、COL2A1、SP7、BGLAP、TNFSF11、TNFRSF11B和NFATC1的mRNA表达。胫骨、腓骨和头骨的尺寸在 6 至 10 周龄期间显着减小。结果与组织学测量相似。 Nes-cre XFloxY (PQBP1-cKO) 小鼠的骨形成和软骨形成减少。此外，相关基因表达也发生下调。这些结果表明PQBP1在骨代谢和体内平衡中发挥重要作用。