ヒト21番染色体を保持するダウン症候群モデルマウスの作出とその原因遺伝子同定

携带人类21号染色体的唐氏综合症模型小鼠的制作及其致病基因的鉴定

• 批准号: 13204060
• 负责人: 押村 光雄
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13204060/
• 关键词: ミオシン蛋白質; ダウン症候群; モデルマウス; 染色体導入; 遺伝子量効果; ヒト21番染色体; ミオシン蛋白質; ダウン症候群; モデルマウス; 染色体導入; 遺伝子量効果; ヒト21番染色体

ダウン症の症状と遺伝子との対応を明らかにする目的で,これまでにヒト21番染色体(hChr.21)を高率に保持するキメラマウスを作出し、心奇形などのダウン症類似の表現型を観察した。今年度はその表現型の原因となる遺伝子発現の差を網羅的に解析するため、心筋および脳(海馬)におけるタンパク質発現の差を2次元電気泳動法により解析した。hChr21導入キメラマウスの心筋において心筋発生に重要なマウスタンパク質Myosin light chain 2a(mlc-2a)の顕著な発現低下が認められ、ヒトダウン症患者でも同様に発現の減少が確認された。mlc-2aのRNAレベルでの発現をRT-PCR法により解析したところhChr21導入キメラマウスと対照との間に差は見られなかった。このことからヒト21番染色体移入により、マウスmlc-2aの転写後の調節に異常をきたし、タンパク発現が減少することが示唆された。一方hChr21導入キメラマウスの海馬ではヒト21番染色体上に存在するヒトSOD1の発現が検出された。また、マウス個体内でhChr.21を安定に維持し、子孫へ伝達する転座型ダウン症モデルマウスの作製を目標として、Cre/loxpシステムを利用した染色体改変を進めた。Down syndrome critical region(DCR、AML1からMx2までの5Mb)を含むヒト21番染色体断片をマウス10番染色体長腕末端に転座させた改変転座染色体をもつマウスES細胞の作製に成功した。少なくともES細胞中で転座させたヒト21番染色体領域を安定に保持することを確認できた。今後、このDCRを保持する転座型ES細胞を用いてキメラマウスを作製し、さらに子孫への伝播を確認していく。また、同様の手法を用いて様々な21番染色体領域を安定に保持するマウスを作製する。

为了阐明唐氏综合症和基因的症状之间的对应关系，迄今为止生产了保持高人类染色体21（HCHR.21）的嵌合小鼠，并且观察到了与唐氏综合症（例如心脏畸形）相似的表型。为了全面分析引起表型的基因表达的差异，通过二维电泳分析了心肌和大脑（海马）蛋白质表达的差异。在HCHR21中引入的嵌合小鼠心肌中观察到了小鼠蛋白肌球蛋白光链2a（MLC-2A）的表达显着降低，这对于心肌发育很重要，并且在人类唐氏综合征患者中同样降低了表达。通过RT-PCR分析了MLC-2a在RNA水平上的表达，并且在HCHR21引入的嵌合小鼠和对照组之间没有发现差异。这表明人染色体转移导致小鼠MLC-2A的转录后调节和蛋白质表达降低。另一方面，在诱导HCHR21的嵌合小鼠的海马中检测到了人类SOD1的表达。此外，使用CRE/LOXP系统进行了染色体修饰，目的是创建一种易于维持HCHR的易位的唐氏综合症模型。21在鼠标个体中稳定并将其传输到后代。我们已经成功地创建了具有修饰的易位染色体的小鼠ES细胞，其中人类染色体21碎片含有唐氏综合征关键区域（DCR，从AML1到MX2）的碎片片段，被易位到小鼠10的长臂。这至少证实至少已被eS ES细胞中的21区域易位的人类染色体稳定保留。将来，嵌合小鼠将使用携带该DCR的转运ES细胞产生，并进一步证实它们向后代的传播。此外，使用相同的技术产生了稳定保留各种染色体区域的小鼠。