Bmpr2ノックインマウスを用いた肺動脈性肺高血圧症の発症機序解明と新規治療開発

利用 Bmpr2 敲入小鼠阐明肺动脉高压的发病机制并开发新疗法

• 批准号: 21J12379
• 负责人: 石井 聡
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12379/
• 关键词: 肺動脈性肺高血圧症; BMPR2遺伝子; 疾患モデル動物; 肺高血圧症

本研究では、CRISPR-Cas9システムを用いて、実際に症例報告のあるヒトBMPR2遺伝子変異を導入した遺伝子改変マウスを作成し、PAHの発症過程におけるBmpr2遺伝子変異の役割に関して検証することを目的とした。また、Bmpr2変異に対するセカンドヒットとして、肺高血圧症の一般的な誘発法である慢性低酸素負荷などを実施し、ヒト PAHの病理像を再現するモデルの確立、並びにBmpr2遺伝子変異から進行期PAHへ至る機序の解明を目指した。PAHの閉塞性病変の形成にはアポトーシス抵抗性の内皮細胞や平滑筋細胞の異常増殖が関与すると考えられており、悪性腫瘍類似の病態の存在が想定されている。実際にPAH患者の内皮細胞では、ミトコンドリア機能不全や解糖系亢進など悪性腫瘍と共通した代謝様式の変化が起きていることが指摘されている。そこで今回、因子Xに着目し、Bmpr2変異に対するセカンドヒットとして肺内皮特異的に因子Xをノックアウトしたマウス(Bmpr2-KI; XeKO)を作成して解析を行った。結果、Bmpr2-KI; XeKOマウスは通常酸素濃度下で右室圧上昇を呈することが確認された。また、Bmpr2-KI; XeKOマウスの組織学的評価では、内皮・平滑筋細胞の増殖、肺動脈中膜解離様病変、炎症細胞浸潤を伴う外膜肥厚など、進行期PAHに合致する多彩な肺血管リモデリング像を認めた。Bmpr2-KI; XeKOマウスは、従来の肺高血圧症モデル動物に用いられてきた低酸素環境などの非生理的な外的要因の付加なく、Bmpr2 変異を背景として通常大気下で進行期PAHの病態を再現する世界初の疾患モデル動物となる可能性がある。今後、細胞培養を用いた実験等を行ってPAH進行機序を検証するとともに、新規モデル動物としての確立を目指す

This study aims to introduce BMPR2 gene variants into the development of PAH in the context of CRISPR-Cas9 gene applications and real-time case reports. In addition, Bmpr2 gene differentiation is associated with the development of chronic hypoacidity in pulmonary hypertension, the reconstruction of PAH pathologies, the establishment of Bmpr2 gene differentiation, and the elucidation of PAH progression mechanisms. The development of PAH is related to the abnormal proliferation of resistant endothelial cells and smooth muscle cells. In fact, endothelial cells in PAH patients are dysfunctional, hyperglycemic, and metabolic. In this case, the factor X (Bmpr2-KI; XeKO) is different from the factor X (Bmpr2-KI; XeKO). The results showed that Bmpr2-KI; XeKO 2-KI increased the right ventricular pressure at normal acid concentrations. Histological evaluation of Bmpr2-KI; XeKO protein showed that proliferation of endothelial smooth muscle cells, pulmonary tunica media dissociation, inflammatory cell infiltration accompanied by adventitial hypertrophy, progressive PAH, and polychromatic pulmonary vascular degeneration were identified. Bmpr2-KI; XeKO may be used in animal models of pulmonary hypertension due to the addition of non-physiological factors such as low levels of PAH, and Bmpr2 may be used in animal models of pulmonary hypertension due to the presence of PAH in the early stages of the disease. In the future, the use of cell culture in the development of PAH mechanisms, such as identification, new regulations, animal development and establishment of the target