ダウン症モデルラットの作製に成功 ~ダウン症の脳病態のメカニズム解明に期待~

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2022-01-25 鳥取大学,生理学研究所,科学技術振興機構

ポイント
  • ダウン症候群(ダウン症)の病態研究のためにダウン症モデルマウスがこれまでに数多く作製されているが、一部の病態を示すにとどまっており、より優れたモデル動物の作製が求められていた。
  • 独自の染色体工学技術を用いて、ダウン症の発症に関わるヒト21番染色体をラットに導入することにより世界で初めてダウン症モデルラットの作製に成功し、これまでにモデルマウスでは観察されていなかった小脳小葉の分岐形成過程に障害があることを明らかにした。
  • マウスに比べてラットはより複雑で高度な神経回路を構築していることから、本モデルラットはダウン症の脳病態のメカニズム解明に貢献すると期待される。

鳥取大学 医学部生命科学科/染色体工学研究センター 香月 康宏 准教授、自然科学研究機構 生理学研究所 平林 真澄 准教授らのグループは、染色体工学技術を用いて、新たなダウン症候群(ダウン症)モデルラットの作製に成功しました。

これまでのダウン症モデル動物は全てマウスで作製されていますが、再現された病態表現型は限られたものでした。本研究グループは、独自の染色体工学技術を用いて、ヒト21番染色体を1本移入したラットES細胞(胚性幹細胞)を樹立し、子孫に伝達することが可能なヒト21番染色体を保持するラット系統の樹立に成功しました。

このラットは、ダウン症様の種々の症状(脳全体の矮小わいしょう化、小脳の矮小化、特徴的な顔形、心室中隔欠損、記憶学習能力の低下、不安様行動の増加)が観察されました。特に小脳については矮小化に加えて、小葉の分岐形成が低下していました。この現象はモデルマウスでは認められずモデルラット特異的でした。

本研究成果はダウン症のさまざまな症状に対する原因遺伝子の解明や種々の症状改善のための治療法、治療薬開発に貢献するものと期待できます。

本研究は、Johns Hopkins大学のFeng J.Gao 博士、Roger H.Reeves 博士らと共同で行いました。

本研究成果は、2022年1月24日(米国東部時間)に米国科学誌「American Journal of Human Genetics」のオンライン版で公開されます。

本成果は、以下の事業の支援を受けて実施しました。

科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 CREST

研究領域
「ゲノムスケールのDNA設計・合成による細胞制御技術の創出」
(研究総括:塩見 春彦)

研究課題名
「ヒト/マウス人工染色体を用いたゲノムライティングと応用」
(研究代表者:香月 康宏)

自然科学研究機構 生理学研究所 計画共同研究

研究課題名
「染色体工学技術による疾患モデルラットの作製」
(研究代表者:香月 康宏)

三菱財団 自然科学研究助成

研究課題名
「染色体工学技術によるダウン症候群モデルラットの作製と原因遺伝子の探索」
(研究代表者:押村 光雄)

詳しい資料は≫

<論文タイトル>
“A transchromosomic rat model with human chromosome 21 shows robust Down syndrome features”
DOI:10.1016/j.ajhg.2021.12.015
<お問い合わせ先>

<研究に関すること>
香月 康宏(カヅキ ヤスヒロ)
鳥取大学 医学部生命科学科/染色体工学研究センター 准教授

平林 真澄(ヒラバヤシ マスミ)
自然科学研究機構 生理学研究所 行動・代謝分子解析センター 准教授

<JST事業に関すること>
保田 睦子(ヤスダ ムツコ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーショングループ

<報道担当>
鳥取大学 米子地区事務部 総務課 広報係
自然科学研究機構 生理学研究所 研究力強化推進室
科学技術振興機構 広報課

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