共同研究・競争的資金等の研究課題

内因性Sf1プロモーター・エンハンサーによりCreリコンビナーゼを発現するマウス（以下Sf1 promoter Creマウス）を九州大学から譲り受けた。Sf1 promoter Creマウスは、マウスSf1遺伝子の５'領域106kb - Creリコンビナーゼ遺伝子- Sf1遺伝子の3’領域100kbを有し、Sf1プロモーターおよび副腎特異的エンハンサーにより副腎皮質にCreリコンビナーゼが強発現する。我々は既に、Creリコンビナーゼにより、ヒト野生型SAMD9遺伝子を発現するマウス（SAMD9-WTマウス）、およびMIRAGE症候群で認めたヒトSAMD9点変異p.R1293Wを発現するマウス（SAMD9-MTマウス）を作成した（平成30年―令和2年度（基盤研究(C)(2)）研究課題番号 18K08527））。今回、SAMD9-WTマウスあるいはSAMD9-MTマウスとSf1 promoter Creマウスを掛け合わせ、胎児期から野生型SAMD9あるいは変異型SAMD9を副腎に強発現する遺伝子改変マウス（それぞれSAMD9-WT副腎発現マウス、およびSAMD9-MT副腎発現マウス）を作成した。SAMD9-WT副腎発現マウス20匹全例は4週齢まで生存し、現在さらに飼育継続中である。一方SAMD9-MT副腎発現マウス9匹のうち6匹は日齢0-1に死亡した。生存中の雌2匹は成獣となり、妊孕性を保持していた。生存中の雄1匹は現在5週齢であるが、同年齢のSAMD9-WT副腎発現マウスに比し、明らかな体重増加不良を示した。日齢0-1に死亡したSAMD9-MT副腎発現マウス3匹の副腎を含む諸臓器をホルマリン固定して保存した。血中ナトリウム、カリウム、糖、ACTH、コルチコステロン測定用にSAMD9-WT副腎発現マウス３匹およびSAMD9-MT副腎発現マウス１匹の血清を保存した。

転写制御とは遺伝子機能のオン・オフを司る分子メカニズムであるが、どのような分子がその調節に関わるかについての理解は不十分であった。本研究では新技術の分子相互作用解析であるプロキシミティラベリング法を採用し、先天性疾患に関わる転写因子の解析を行った。その結果、従来から知られてきた分子相互作用に加えて、これまで知られていなかった相互作用を複数検出することができた。本研究を通じて、転写制御機構の研究におけるプロキシミティラベリング法の広汎な応用可能性が示された。

４年計画の３年目に相当する2021年度は、研究の3テーマ（SAMD9/SAMD9Lの機能の解明・SAMドメインの構造の解明・SAMD9/SAMD9L異常症の細胞レベル病態の解明）に取り組んだ。 「SAMD9/SAMD9Lの機能の解明」では、昨年度までに野生型分子の相分離動態を観察していたが、今年度は新たに変異型分子の精製を行い、その相分離動態の観察を目指した。ところが想定外にも、変異型の全長SAMD9タンパク質の精製は極めて困難であり、全長分子の収量は野生型の10-20%にとどまり、かわりにFLAGタグを含む複数種の分解産物が精製された。このことから、当初予定していた液相分離の検討には進めていないが、変異体が何らかの機序で立体構造が不安定であることが示唆された。 「SAMドメインの構造の解明」では、今年度新たに全長SAMD9分子のクライオ電鍵観察用試料をを作成し、理研横浜事業所において観察を試みた。しかしながら、適切な密度で分子が配置されたグリッドを作製することが困難であり、立体構造解析に資する画像データを取得することはできなかった。グリッド作製過程でなんらかの理由で凝集していると考えられたため、グリッドの素材を変更するなどの工夫を次年度に行う予定である。 「SAMD9/SAMD9L異常症の細胞レベル病態の解明」では、臨床症例に対する遺伝子解析を積極的に進めた。自律神経失調症が主症状であり、成長障害、副腎不全などを合併した日本人女児死亡例において、保管されていた線維芽細胞からの遺伝子解析を両親同意のもとに行い、MIRAGE症候群であったことが判明した。自律神経失調症として経過をみられている患者の中にMIRAGE症候群が含まれうることを示す貴重な症例と考え論文報告した (Kawashima-Sonoyama Y, et al., Hum Genome Var 2021)。

本研究は本邦の小児からAYA世代のMDSの先天性素因の同定と臨床データを合わせて統合解析を行い、発生機序の解明と治療戦略へ繋げる。成人MDSは加齢性変化の影響が大きいが、小児・AYAのMDSは遺伝的要因による造血幹細胞の脆弱性から、感染、炎症による造血ストレス環境、内因性アルデヒド代謝の違いなどにより、骨髄不全の進行と早期のクローン性造血に至ると考えられる。遺伝、環境とも多様な因子があり、未解明な部分が多い。小児科・血液内科・基礎研究を一元的に行い、先天性素因を把握する。令和3年度は症例集積と解析を進めていった。その中で、染色体異常der(1;7)(q10;p10)が、小児、AYA世代の主要な先天性素因であるGATA2異常症においてmonosomy 7に次ぐ特徴であることがわかった。これはドイツ、米国との国際共同研究に加わり、多数例の検討を行った結果であり、そのまま論文発表に至ることができた(Blood.2021;138(23):2441-2445.）。今後とも検討すべき課題はあり、国際共同研究を発展させるべく協力を継続していく。今年度も小児領域、成人領域をまたがる形で、小児科、血液内科との共同研究を開始し、遺伝子解析系とデータベースの構築に努める。また引き続き先天性素因を疑わせる核型異常に注目して、小児、AYA世代のMDS、AML症例を中心に造血転写因子の生殖細胞系列バリアントの解析を開始する。先行解析として20例の当該症例において解析系の構築を進めている。