2つのミトコンドリアチオラーゼ欠損症のモデルマウス作成による病態解明

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ケトン体代謝異常症は、ケトン体の代謝に関与するミトコンドリアアセトアセチル-CoAチオラーゼ遺伝子(ACAT1)の欠損によって起こる疾患である。本疾患では、血中ケトン体濃度上昇によって引き起こされるケトアシドーシス発作に加え、大脳基底核病変に起因する発達遅滞や錐体外路症状が起こることが知られている。しかし、ACAT1の欠損と大脳核病変との因果関係や病態発症の分子的機序については十分に理解されていない。本研究ではケトン体代謝異常症の動物モデルとしてAcat1ノックアウトマウスを作製し、作製されたマウスの詳細な表現型を解析を行うことによって、ACAT1の欠損が大脳核病変を引き起こす機序を明らかにすることを目指す。同時に、ACAT1類縁のチオラーゼであるミトコンドリア中鎖3-ケトアシル-CoAチオラーゼ(Acaa2)遺伝子を欠損させたノックアウトマウスも作製するとともに、その表現型解析を通じてチオラーゼの欠損が生体に及ぼす影響について解明する。初年度は、以上の目標を達成するためにこれら2つの遺伝子のノックアウトマウスを作製することに注力した。このために、Acat1またはAcaa2を標的としたgRNAとCas9タンパク質をマウス受精卵にマイクロインジェクションを行い、CRISPR/Cas9システムによってそれぞれの遺伝子を破壊したマウスを作製することを試みた。その結果、それぞれの遺伝子についてホモ接合型にノックアウトされたマウスを得ることができた。Acat1ノックアウトマウスは、尾に多数の腫瘤を形成するとともに腹部の体毛に白斑が認められた。また、これらのマウスは加齢とともに体毛が白髪化していくことが認められた。Acaa2ノックアウトマウスは成長不良の表現型を示し、生後8週目の時点で体重および体長が野生型マウスの1/3程度であった。これらのノックアウトマウスは、ケトン体代謝異常症の病態解析のための有用なツールになると考えられる。