Novel Molecular Mechanism for Hereditary Hypophosphatemia

点击翻译按钮获取中文摘要

遺伝性低リン血症の中で最も頻度が高いX連鎖性低リン血症性くる病(XLH)は、エンドペプチダーゼに類似した構造を有するPHEX遺伝子の機能喪失に基づく。XLHにおいては、骨芽細胞/骨細胞からのFGF23過剰産生により尿中リン酸排泄増加、低リン血症、ビタミンD活性化障害をきたすが、FGF23はPHEXの生理的な基質ではなく、XLHの病態には不明な点が多く残されている。そこで、本研究においては、PHEX欠損ヒトiPS細胞モデル及びマウスモデルを用いて、XLHの病態形成における新たな分子機構を解明することを目的とした。健常男性由来のヒトiPS細胞株にCRIPSR/Cas9によるゲノム編集を適用し、PHEX欠損iPS細胞を樹立し、遺伝的に同質 (isogenic) な親株をコントロールとして、骨芽細胞/骨細胞系列に分化誘導して解析した。βグリセロリン酸を含む骨芽細胞系列への分化培地を用いて49日間培養したところ、いずれの細胞においてもRUNX2の発現はDay28にピークを示した。FGF23の産生はPHEX欠損 iPS細胞で増加していた。興味深いことにPHEX欠損 iPS細胞においては石灰化が亢進しており、腎臓との相互作用が排除されリン供給が充分なin vitro条件下においては、PHEX欠損は石灰化を促進しうることが示唆された。培養上清中のピロリン酸とATPはPHEX欠損 iPS細胞で増加しており、アルカリホスファターゼの活性低下と関連していた。ANKやENPP1の発現には差はなかった。一方、PHEX欠損 iPS細胞においてはDMP1、osteopontin、RUNX2、FGFR1、EGR１など様々な分子の発現が増強しており、これらの結果はXLHのマウスモデルであるHypマウスの骨芽細胞/骨細胞での解析結果と一致していた。