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Exp. Anim..2020 Jun;doi: 10.1538/expanim.19-0150.Epub 2020-06-10.

適切な遺伝的背景への逆交配は、炭水化物スルホトランスフェラーゼ14遺伝子欠損マウスの出生率を改善する。

Backcrossing to an appropriate genetic background improves the birth rate of carbohydrate sulfotransferase 14 gene-deleted mice.

  • Shin Shimada
  • Takahiro Yoshizawa
  • Yuki Takahashi
  • Yuko Nitahara-Kasahara
  • Takashi Okada
  • Yoshihiro Nomura
  • Hitoki Yamanaka
  • Tomoki Kosho
  • Kiyoshi Matsumoto
PMID: 32522905 DOI: 10.1538/expanim.19-0150.

抄録

エーラス-ダンロス症候群(EDS)は、関節や皮膚の過伸展性と様々な臓器の脆弱性を特徴とする異種遺伝性結合組織障害の一群である。最近、我々は、炭水化物スルホトランスフェラーゼ14(CHST14)遺伝子の変異によって引き起こされる新しいタイプのEDS、筋収縮性EDS(mcEDS-CHST14)を報告した。B6;129S5-CHST14/Mmmucd(B6;129-CHST14 KO)マウスは、mcEDS-CHST14の動物モデルとして期待されている。しかし、B6;129-Chst14 KOホモ接合体(B6;129-Chst14)マウスの90%以上が周産期致死を示す。したがって、この動物モデルを用いてmcEDS-CHST14の病態を明らかにするためには、Chst14マウスの出生率の改善が必要である。B6;129-Chst14の胚の中には胚発生日18.5日目に生存していたものもあり、分娩や育児の問題が周産期死亡率の原因となっている可能性が示唆された。しかし、体外受精や卵子移植ではマウスの出生率は改善されなかった。最近の報告では、C57BL/6株への逆交配により、Chst14マウスのすべての周産期死亡が誘導されることが示されており、遺伝的背景が出生率に影響を与えていることが示唆されている。本研究では、B6;129-Chst14 KOマウスをC57BL/6株よりも産仔損失リスクの低いBALB/c株への逆交配を行った。1~12回の逆交配を行ったところ、Chst14マウスの出生率は6.12~18.64%と改善された。これらの結果から、Chst14マウスの出生率は遺伝的背景が影響していることが示唆された。BALB/c先天性Chst14(BALB.Chst14)マウスは、mcEDS-CHST14の調査を容易にする可能性がある。さらに、適切な系統への逆交配は、動物実験の最適化に寄与する可能性がある。

Ehlers-Danlos syndromes (EDSs) are heterogeneous group of heritable connective tissue disorders characterized by joint and skin hyperextensibility as well as fragility of various organs. Recently, we described a new type of EDS, musculocontractual EDS (mcEDS-CHST14), caused by pathogenic variants of the carbohydrate sulfotransferase 14 (CHST14) gene mutation. B6;129S5-Chst14/Mmucd (B6;129-Chst14 KO) mice are expected to be an animal model of mcEDS-CHST14. However, >90% of B6;129-Chst14 KO homozygous (B6;129-Chst14) mice show perinatal lethality. Therefore, improvement of the birth rate of Chst14 mice is needed to clarify the pathophysiology of mcEDS-CHST14 using this animal model. Some B6;129-Chst14 embryos had survived at embryonic day 18.5 in utero, suggesting that problems with delivery and/or childcare may cause perinatal lethality. However, in vitro fertilization and egg transfer did not improve the birth rate of the mice. A recent report showed that backcrossing to C57BL/6 strain induces perinatal death of all Chst14 mice, suggesting that genetic background influences the birthrate of these mice. In the present study, we performed backcrossing of B6;129-Chst14 KO mice to a BALB/c strain, an inbred strain that shows lower risks of litter loss than C57BL/6 strain. Upon backcrossing 1 to 12 times, the birth rate of Chst14 mice was improved with a birth rate of 6.12-18.64%. These results suggest that the genetic background influences the birth rate of Chst14 mice. BALB/c congenic Chst14 (BALB.Chst14) mice may facilitate investigation of mcEDS-CHST14. Furthermore, backcrossing to an appropriate strain may contribute to optimizing animal experiments.