点変異KIマウス

事例研究

ヒトの網膜色素変性症（RP）と完全に相同なヘテロ接合体の点変異を有するモデル。

‍SothilingamV 他.網膜色素変性症：さまざまな Pde6a 点変異が疾患の表現型に及ぼす影響。Hum Mol Genet. 2015.

PDE6A遺伝子の変異は、桿体光受容体の変性を引き起こし、失明を伴う疾患である網膜色素変性症を引き起こすことがあります。

モデル： ^{Pde6aR562W点}変異を有する新規マウスモデルと、V685M点変異を有する既存の系統を組み合わせ、ヒトの進行性網膜萎縮（RP）症例と完全に相同な複合ヘテロ^{接合体Pde6aV685M/R562W個体を}生成する。

目的： Pde6aに関連する網膜変性の時間経過を予測し、それによって臨床的介入の適期を特定することを容易にすること。

結果：本研究は、複合ヘテロ接合体におけるヒト網膜色素変性症（RP）の表現型および疾患の進行に関する予測の合理的な根拠を提供するとともに、アポトーシス以外のプロセスを標的とすることが実行可能な治療アプローチとなり得ることを示唆している。

‍

図1. PDE6Aの発現喪失によりcGMPが蓄積する。

cGMPの過剰な蓄積とそれに続く桿体光受容細胞の死滅、そしてそれに続く、変異とは無関係な錐体光受容細胞の二次的な死滅。

A、B）PN11野生型（wt）の網膜（A）において、PDE6Aに対する免疫染色により、光受容体の外節（OS）で強いタンパク質発現が認められる。

対照的に、同じ年齢の複合ヘテロ接合型V685M/R562W網膜（C）では、このタンパク質は実質的に検出されない。

C、D）PN11において、野生型網膜ではcGMPに対する免疫反応性は実質的に認められない（C）。

しかし、PDE6A変異体では、個々の桿体光受容細胞に大量のcGMPが蓄積していることが確認されている（D）。

E) ONLにおけるcGMP陽性細胞の数と 、OSにおけるPDE6Aのピクセル強度（任意単位：AU）との間には 、逆相関が認められる。画像は、各遺伝子型について少なくとも3匹の独立した動物の網膜切片を用いて実施した免疫染色の代表的なものである。

‍

図2. 光受容細胞の死と生存。

A-C)野生型網膜におけるTUNELアッセイでは、発生過程に起因して死滅しつつある細胞が時折標識されることがあった。

D-F)Pde6a変異体では、光受容細胞の死が劇的に増加した。

これらの画像は、細胞死のピークに相当する時点であるP12、P15、およびP21の状況を示している。

(G, H)左下の折れ線グラフ（G）は、さまざまなPde6a変異体において、TUNELアッセイによって確認された光受容細胞の死の進行状況を示している。緑色の線は、V685M*R562W変異体に対応している。

ピークの発生時期およびピーク振幅は、網膜変性の進行速度に対応しており、これは光受容細胞の喪失（H）によって示されている。

図は、少なくとも3匹の独立した動物の網膜切片を用いて実施したTUNELアッセイの結果を示す代表例である。図GおよびHの定量データには、各遺伝子型および各時点につき3～7匹の動物からのデータが含まれている。

‍

図3.Pde6a変異体における光受容体の変性は、カスパーゼの活性ではなく、カルパインの活性と相関している。

カルパインの活性は、しばしばアポトーシス以外の細胞死と関連しており、すべてのPde6a変異体において、その活性は光受容細胞の死の進行と時間的に強く相関している。

A)カスパーゼ-3陽性細胞の定量結果。変性の各ピークにおいて、陽性細胞数は極めて少なく、野生型（wt）との間に有意差（n.s.）は認められなかった。

B)カルパイン活性の経時的な変化を解析したところ、細胞死の程度や網膜変性の進行と強い相関関係が認められた。