細胞
Invest Ophthalmol Vis Sci
『米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad Sci U S A)』
Biochim Biophys Acta: Molecular Basis of Disease
『米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad Sci U S A)』
PLoS One
マトリックス・バイオロジー
組織特異的ノックアウトマウスとは、対象となる遺伝子が「フロックス化」され、特定の組織内の特定の細胞型においてのみ不活性化される動物モデルを指す(コンディショナル )。その他の細胞型や組織では、改変されていない機能的な遺伝子の発現が見られる。
この遺伝子の不活性化は、組織または細胞型特異的なCre-deleterマウス系統を用いた追加の交配ステップによって達成される。このようなモデルを用いることで、全身(構成的)ノックアウトも実現できる。
学術研究の場合:
バイオ医薬品の研究開発において:

Tschurtschenthaler M 他.ATG16L1を介したIRE1αの除去機能不全が、クローン病様回腸炎を引き起こす。 J Exp Med. 2017.
セリアック病(CD)における主要なリスク多型であるATG16L1T300Aは、オートファジーの障害を引き起こすが、これがどのようにしてセリアック病の発症リスクを高めるのかについては、依然として明らかになっていない。
モデル:腸上皮細胞(IEC)において Atg16l1を欠損するマウス(Atg16l1ΔIEC)は、ATG16L1T300Aのホモ接合体であるヒトに見られる回腸CDの臨床像を再現する。
目的: ATG16L1依存性オートファジーの機能障害が、回腸の炎症を引き起こすメカニズムの解明。
結果:IECにおけるオートファジーの機能不全は、小胞体(ER)ストレス時にERストレスセンサーであるIRE1αの凝集体が適切に除去されなくなることで、CD回腸炎の発症リスクを高める。
Atg16l1ΔIECマウスの特殊化した腸上皮細胞であるパネート細胞においてIRE1αが蓄積し、ATG16L1T300Aのホモ接合体であるヒトにおいても、腸上皮陰窩においてIRE1αの相応な増加が認められる。
図1. 生後35週のAtg16l1ΔIECマウスでは、小胞体(ER)ストレスの増加および全層性CD様回腸炎が認められる。

A-B)生後35週齢のAtg16l1ΔIECマウスの代表的なH&E染色画像(B)および腸炎の組織学的スコア(C)。
図2. 生後35週のAtg16l1ΔIECマウスおよびATG16L1T300A患者において、IRE1αの発現が増加しており、これがCD様回腸炎を引き起こしている。

A) 生後10週および35週のAtg16l1ΔIECマウスにおけるIRE1αの免疫反応性(緑色;白い矢印)を示す代表的な 共焦点顕微鏡画像。

B)健常対照群(n = 9/22/12)およびCD患者の非炎症性粘膜(n = 9/15/7)において、ATG16L1のリスク対立遺伝子(AA/AG/GG;A:健常対立遺伝子、G:リスク対立遺伝子)別に層別化したIRE1αの代表的な免疫反応性(緑色)。
C) Bに示したIRE1α陽性クリプトの定量 。健常対照群(n = 9/22/12)およびCD患者(n = 9/15/7)において、ATG16L1遺伝子型(n = 18/37/19)ごとに分類して示した。
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