3.　アフリカチビネズミを用いた解析

これまでは主に、実験用マウス（Mus musculus）を用いた、体の大きさに関する研究を紹介してきました。続いて、同じMus属のアフリカチビネズミ（Mus minutoides）（図5）を用いた解析について述べます。M. minutoidesは体重約3gと500円玉の直径ほどの体長でありながら、寿命や妊娠期間はマウスとほぼ同等です。M. minutoidesは動物の大きさを制御するメカニズムを解析する興味深いモデルとなり得ると考えていますが、その矮小性に焦点を当てた研究はこれまで行われていません。

私たちはまず、M. minutoidesの成長ホルモン（Growth hormone: Gh）−インスリン様成長因子1（Insulin-like growth factor 1: Igf1）軸（Gh-Igf1 axis）に関する分子生物学的特徴を明らかにすることにしました。具体的には、M. minutoidesのGh遺伝子および下垂体特異的に発現しGhの産生を調節する転写因子であるProp1遺伝子のゲノム領域の塩基配列を決定し、マウスと比較した結果、一部の配列に差異がみられました。この結果から、M. minutoidesでは、GHタンパクの細胞内局在や受容体への結合能、Prop1の転写因子としての機能が、マウスとは異なる可能性が示唆されました。また、M. minutoidesの下垂体におけるGh遺伝子は、マウスよりも発現が高い傾向が観察され、矮小性との関連が考えられました（21）。

次に、Gh-Igf1 axisの中心的構成因子である成長ホルモン受容体（Growth hormone receptor: Ghr）遺伝子の解析を行い、そのcoding sequenceを決定しました。M. minutoidesのGhr遺伝子配列から推定したアミノ酸配列は、マウスのアミノ酸残基とは異なる配列が数多く存在し、特にP469Lの変異は情報生物学的な観点からその機能に負の影響を及ぼすものである可能性が認められました。さらに、M. minutoidesの線維芽細胞の培養系を樹立し、このM. minutoides線維芽細胞と肝臓におけるGhrおよびIgf1遺伝子の発現は、マウスと比較して有意に低く、ヒトの小人症であるLaron症候群の病態と類似していることを見出しました（22）。

さらに、M. minutoidesの矮小性に関するin vivo解析を進めるため、線維芽細胞のリプログラミングによってM. minutoidesの人工多能性幹細胞（iPS細胞）の樹立を行い、成功しました。樹立したiPS細胞は、naïve型のコロニーを形成し、かつ多分化能マーカーを発現し、さらに三胚葉すべての特徴を持つ胚様体やテラトーマを形成しました。さらに、M. minutoides iPS細胞をマウス胚盤胞期胚に注入したところ、キメラ動物が誕生し、被毛の色からM. minutoides iPS細胞が個体発生に寄与したことを確認しました（23）。これらの研究は、M. minutoidesの成長関連因子の分子生物学的解析を通じてマウスとの相違を明らかにし、体の大きさを調節するメカニズムの理解に寄与すると考えています。また、発生工学的手法への応用が期待されるM. minutoides iPS細胞の樹立に成功したことは、今後の動物の大きさに関する研究において大きな進展をもたらすと考えます。 以上、私たちが行っている、マウスやアフリカチビネズミを用いた動物の大きさを制御するメカニズム解析の一端を紹介しました。冒頭にも述べましたが、動物の大きさを制御するメカニズムの解明はまだ道半ばです。紹介したような同種間あるいは同属の動物を用いた研究は容易に行えるのですが、ゾウとマウスなど生物学的な距離が遠い動物間の研究についてはその手法の開発を含めて未達の領域です。したがってしばらくは、実験用マウスと遺伝的な距離の近いM. minutoidesのようなモデル動物を用いた研究は、体の大きさを調節するメカニズムの理解に対して貢献できると考えています。動物の大きさに関する研究がさらに発展するように私たちも微力ながら尽力したいと思います。

（1）THE CELL 細胞の分子生物学　第6版（Newton Press）; 2017. pp. 1193-1194.

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山口大学共同獣医学部発生学・実験動物学研究室　加納　聖

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