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Aug 23, 2023

新しいマウス疾患モデルはヒトのFAの特徴をより良く模倣する：研究

Steve Bryson 博士による標準マウスモデルでフラタキシンタンパク質をさらに抑制することによって作成されたモデル | 2023 年 8 月 29 日 研究者らは、フリードライヒ運動失調症 (FA) の新しいマウス モデルを開発しました。

標準マウスモデルにおいてフラタキシンタンパク質をさらに抑制したモデル

スティーブ・ブライソン博士 | 著 2023 年 8 月 29 日

研究者らは、患者に見られる協調性と筋力の障害を捉えるフリードライヒ運動失調症（FA）の新しいマウスモデルを開発したと研究報告が行われている。

このモデルは、FA患者に欠損しているフラタキシンタンパク質の産生をさらに抑制することで、標準的なマウスモデルの症状を悪化させることによって作成された。

この研究「行動表現型に対するフリードライヒ失調症の治療の影響を研究するための適切なマウスモデルの発見」は、Genes誌に掲載されました。

FAは、FXN遺伝子配列内のGAAと呼ばれる、3つのDNA構成要素（ヌクレオチド）、1つのグアニン（G）、および2つのアデニン（A）の過剰な繰り返しによって引き起こされます。

通常、GAA は 5 ～ 68 回繰り返されますが、FA 患者の場合、GAA は 66 ～ 1,700 回繰り返されることがあります。 これにより、エネルギーを生成するミトコンドリアの機能に不可欠なタンパク質であるフラタキシンの生成が欠乏し、その損失は神経系や筋肉に深刻な影響を及ぼします。

一般に、GAA リピートが多いほど、FA 症状の発症年齢が若く、症状がより重篤かつ急速に進行することに対応します。

根底にある生物学的メカニズムを理解し、潜在的な治療法の効果を監視するには、ヒトの病気を正確に反映する動物モデルが必要です。

FXN遺伝子全体が除去されたマウスモデルは重篤な合併症を発症し、早期に死亡します。 YG8sR株は、300個のGAAリピートを持つヒト版FXNを保有しており、フラタキシンレベルは低いが、症状は軽い。

最近、カナダのラヴァル大学の科学者チームは、YG8-800と呼ばれる800個のGAAリピートを持つ新種のFAマウスの特徴を明らかにし、神経機能不全や心臓病など多くの疾患の特徴を捉えていることを示した。

今回、研究チームはYG8sR系統由来のFAマウスモデルを試験したが、そのフラタキシン産生は、FXN遺伝子活性を低下させるように設計された低分子ヘアピンRNA（shRNA）によってさらに減少した。 YG8-800株も、ヒトFXN遺伝子を有するが疾患に関連した遺伝的欠陥を持たないY47株と同様に、比較として含まれた。

Y47 系統と比較して、YG8sR マウスの組織中のフラタキシン濃度は 13% ～ 20% の範囲であり、YG8-800 マウスでは 0.9% ～ 16.3% でした。 YG8-800 マウスは、5 か月および 8 か月の時点で、対照マウスよりも体重が大幅に減少しました。

Y47 マウスと YG8sR マウスの運動機能は、生後 2 か月から 11 か月までの多くの試験で同様でした。 YG8sR マウスは運動調整に軽度の障害を持っていましたが、YG8-800 マウスにはより重度の調整の問題がありました。

研究チームは細胞内で4つのshRNAを設計してテストし、フラタキシンの産生を対照の28％の濃度まで抑制する2つを発見した。 次に、これらの shRNA を、無害ウイルス (AAV) を使用して静脈内 (静脈内) 注入によって YG8sR マウスに送達しました。

shRNA3と名付けられた1つのshRNAは、AAV注入後5週間でYG8sRマウスの協調運動を著しく悪化させた。これは、より不規則な足音で平均台を横切る時間が長くなったことから示されている。 shRNA3 はまた、YG8sR の筋力を大幅に低下させ、逆グリッドにぶら下がっている時間を短縮しました。

比較すると、注入後 3 ～ 4 か月の時点で、YG8sR マウスと shRNA3 を併用したマウスは平均台を渡り、12 フィートのフォールトを行うのに平均 35 秒を要しました。 これは YG8-800 マウスよりも深刻で、ビームを横切るのに 20 秒かかり、5 か月で 7 つのフットフォールトが発生しました。

組織分析では、shRNA3により、フラタキシン産生を誘導するDNA由来の分子であるFXNメッセンジャーRNA（mRNA）のレベルが肝臓で60％減少することが判明した。 FXN mRNA は、運動の調整に重要な脳領域である小脳で 29.3% 減少しました。 脳の最大の部分である大脳には影響は観察されませんでした。

最後に、shRNA3 とフラタキシンをコードする shRNA3 を同時注射すると、協調運動障害が逆転し、筋力が向上しました。