R3HDM1欠損症の発症機序として見出した遺伝子・マイクロRNA不均衡仮説の検証

本研究は、研究代表者らが世界で初めて報告したR3HDM1欠損症の発症機序の解明を目的としている。本症例は、2番染色体の逆位によりR3HDM1がハプロ不全となるが、同遺伝子に包含されるマイクロRNAであるMIR128-1（miR-128-1）の発現量は、健常者と同等であり、逆位の影響を受けないことを明らかにした（Fukushi et al., 2021）。マウスの脳神経細胞において、miR-128は神経突起の伸長を阻害し、R3HDM1は伸長を促進すると考えられ、R3HDM1とmiR-128-1の不均衡な発現が本疾患の発症機序である可能性は高い。今年度は以下を明らかにした。①マウス脳におけるR3HDM1の発現量は、ニューロンの形成が盛んで、脳の層構造形成に重要な時期である胎生14.5日がピークで、出生後の発現量は、ほぼ一定であった。②細胞にストレスがかかると、RNA結合タンパク質であるR3HDM1はmRNAと共にストレス顆粒に移行して、mRNAを保護する。そこで、R3HDM1（1100 aa）のどの部分がストレス顆粒への移行に重要であるのかについて、N末端側からC末端側にかけて、いくつかの領域を欠失させた変異体を作製して、ストレス顆粒への移行の有無を評価した。その結果、C末端側の584-819 aaが欠失するとストレス顆粒へ移行しなかったことから、同領域がストレス顆粒への移行に重要な領域であることが判明した。③本症例の発症機序には、R3HDM1とmiR-128-1の不均衡な発現が関与すると考えられるため、i-GONAD法によるモデルマウスの作製を進めた。R3HDM1のホモ欠失、ヘテロ欠失のマウスは既に作出済みで、今年度はmiR-128-1欠損モデルマウス（MIR128-1遺伝子の欠失）作出に成功し、系統維持を行っている。

本研究は、研究代表者らが世界で初めて報告したR3HDM1欠損症の発症機序の解明を目的としている。本症例は、2番染色体の逆位によりR3HDM1がハプロ不全となるが、同遺伝子に包含されるマイクロRNAであるMIR128-1（miR-128-1）の発現量は、健常者と同等であり、逆位の影響を受けないことを明らかにした（Fukushi et al., 2021）。マウスの脳神経細胞において、miR-128は神経突起の伸長を阻害し、R3HDM1は伸長を促進すると考えられ、R3HDM1とmiR-128-1の不均衡な発現が本疾患の発症機序である可能性は高い。今年度は以下を明らかにした。①マウス脳におけるR3HDM1の発現量は、ニューロンの形成が盛んで、脳の層構造形成に重要な時期である胎生14.5日がピークで、出生後の発現量は、ほぼ一定であった。②細胞にストレスがかかると、RNA結合タンパク質であるR3HDM1はmRNAと共にストレス顆粒に移行して、mRNAを保護する。そこで、R3HDM1（1100 aa）のどの部分がストレス顆粒への移行に重要であるのかについて、N末端側からC末端側にかけて、いくつかの領域を欠失させた変異体を作製して、ストレス顆粒への移行の有無を評価した。その結果、C末端側の584-819 aaが欠失するとストレス顆粒へ移行しなかったことから、同領域がストレス顆粒への移行に重要な領域であることが判明した。③本症例の発症機序には、R3HDM1とmiR-128-1の不均衡な発現が関与すると考えられるため、i-GONAD法によるモデルマウスの作製を進めた。R3HDM1のホモ欠失、ヘテロ欠失のマウスは既に作出済みで、今年度はmiR-128-1欠損モデルマウス（MIR128-1遺伝子の欠失）作出に成功し、系統維持を行っている。