シグナル伝達データベースとオミックス解析による先天奇形症候群の病因解明

利用信号转导数据库和组学分析阐明先天性畸形综合征的发病机制

基本信息

批准号：
21659250
负责人：
松原洋一
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究者らは2005年にHRASの生殖細胞系列での変異を先天奇形症候群であるCostello症候群で同定した(Nature Genetics,2005)。また2006年にcardio-facio-cutaneous(CFC)症候群の原因がKRAS,BRAFの遺伝子変異が原因であることを報告した(Nature Genetics,2006)。申請者らの発見が契機となり、RAS/MAPKに異常を持つ先天異常症という新しい疾患概念が確立した。本研究の目的は、これまでの細胞ベース・マウスベースとは異なる、ヒト発生異常の表現型の臓器別・stage別の詳細な情報と遺伝子の機能・シグナル伝達マップを包括的に網羅するヒト発生異常のデータベースを構築し、データベースに基づいたプロテオーム解析(遺伝子発現タンパクの網羅的解析)をおこなうことによってMCA/MRの原因遺伝子を革新的な探索法を開発することにある。本年度は、患者で同定された変異が遺伝子特異的あるいは変異特異的にシグナル伝達経路を活性化させるかどうかを検証するために、HRASの野生型とコステロ症候群で同定された変異9種類を、レトロウイルスベクターを用いてヒト線維芽細胞に導入し、RAFへの結合活性とその下流のシグナルであるELK,c-jun転写活性を解析した。その結果、A146T変異ではRAF結合活性が他の変異より低かった。K117R,A146T変異ではc-junの転写活性の上昇は有意には観察されなかった。さらに、これまでにがん遺伝子変異をヒト2倍体線維芽細胞に導入すると細胞老化が起こることが明らかになっていることから、これらの9種類の変異が細胞老化にどのような影響を及ぼすかを調べたところ、コドン12,13の変異より少し活性が弱いとされたK117R,A146T変異においても、細胞老化の表現型と細胞老化に関与する下流の分子の活性化がみられた。以上より、コステロ症候群で同定された変異は、活性の弱い変異であっても細胞老化をおこす能力があり、細胞老化がコステロ症候群の症状である低身長や骨粗繧症に関与している可能性が示された。同様にBRAF,KRAS,PTPN11変異を持つベクターも作成し、遺伝子特異的なシグナル伝達活性化の有無を解析している。

2005 年，这些研究人员在 Costello 综合征（一种先天性畸形综合征）中发现了 HRAS 种系突变（Nature Genetics，2005）。 2006年，据报道，心面皮肤（CFC）综合征的病因是KRAS和BRAF的基因突变（Nature Genetics，2006）。申请人的发现导致建立了一种新的疾病概念，称为 RAS/MAPK 异常先天性异常。该研究的目的是全面涵盖按器官和阶段划分的人类发育异常表型，以及基因功能和信号转导图谱，这与以往基于细胞和小鼠的研究不同。通过构建异常数据库并基于该数据库进行蛋白质组分析（基因表达蛋白质的综合分析）来寻找MCA/MR致病基因的创新方法。今年，为了验证患者中发现的突变是否以基因特异性或突变特异性的方式激活信号转导途径，我们对HRAS野生型和科斯特洛综合征中发现的九种突变进行了回顾性研究。使用病毒载体对人成纤维细胞进行分析，并分析其与 RAF 的结合活性及其下游信号、ELK、c-jun 转录活性。因此，A146T 突变的 RAF 结合活性低于其他突变。 K117R 和 A146T 突变没有观察到 c-jun 转录活性显着增加。此外，已经表明，将癌症基因突变引入人类二倍体成纤维细胞会导致细胞衰老，因此尚不清楚这九种类型的突变如何影响细胞衰老。当我们对此进行研究时，我们发现甚至是K117R、A146T突变，即K117R、A146T突变。被认为比密码子 12 和 13 突变活性稍低，表现出细胞衰老表型和参与细胞衰老的下游分子的激活。综上所述，在科斯特洛综合征中发现的突变即使是弱活性突变也具有引起细胞衰老的能力，并且细胞衰老可能与身材矮小和骨质疏松症有关，这些都是科斯特洛综合征的性别症状。。同样，我们创建了带有 BRAF、KRAS 和 PTPN11 突变的载体，并正在分析它们是否激活基因特异性信号转导。