Myh11 単一リジン欠失は、大動脈の構造的完全性と収縮性を低下させることにより大動脈解離を引き起こす

Scientific Reports volume 12、記事番号: 8844 (2022) この記事を引用

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ミオシン重鎖 (Myh11) の病原性変異は、家族性胸部大動脈瘤および解離 (FTAAD) を引き起こします。 しかし、動物モデルが不足しているため、根底にある病理学的メカニズムは不明のままです。 この研究では、2 つの FTAAD 家族で以前に発見された病原性バリアントである Myh11 K1256del をもつマウス モデルを確立しました。 Myh11ΔK/ΔK 大動脈は、壁厚の増加と細胞接着の弱化などの超微細構造異常を示しました。 特に、Myh11ΔK/+ マウスは、アンジオテンシン II で刺激すると大動脈解離と壁内血腫を発症しました。 機構的には、インテグリンサブユニットα2（Itga2）はMyh11ΔK/ΔK大動脈で下方制御され、Myh11ΔK/ΔKから分化した平滑筋細胞系譜細胞は多能性幹細胞を誘導した。 フェニレフリンに反応した Myh11ΔK/ΔK 大動脈の収縮性も低下しました。 これらの結果は、Itga2 のダウンレギュレーションによって示される最適以下の細胞接着が大動脈の収縮の欠陥を引き起こすことを示唆しています。 その結果、欠陥のある収縮により、大動脈解離の根底にある血行力学的ストレスが増加する可能性があります。

症候群的特徴のない胸部大動脈疾患患者の少なくとも 20% には、家族性胸部大動脈瘤および解離 (FTAAD) として知られる罹患した一親等血縁者がいます 1,2,3。 平滑筋の収縮機能に関連する 4 つの病原性遺伝子 (ACTA2、MYH11、MYLK、および PRKG1) が特定されています 4、5、6、7。 FTAAD は非症候性胸部大動脈疾患ですが、これらの遺伝子に病的バリアントを持つ患者は、症候性胸部大動脈疾患と同様の大動脈表現型を示します 8。 MYH11 は平滑筋特異的ミオシン重鎖 (SM-MHC) をコードしており、MYH11 の病的変異は FTAAD/動脈管開存症 (PDA) を持つ家族の 2% で報告されています9。 病原性変異は主に SM-MHC の C 末端コイルドコイル領域で見られ、太いフィラメントの重合に影響を与えると予測されています 4。 Myh11 の遺伝子変化は、大集団で同定されたまれな変異体やコピー数変異であっても、平滑筋細胞 (SMC) の細胞骨格および収縮機能を破壊し、in vitro で細胞内ストレスを増加させ、胸部大動脈疾患のリモデリングを引き起こします 10,11,12 。 しかし、適切な動物モデルが不足しているため、Myh11 病原性変異がどのようにして大動脈解離を引き起こすかの病因は依然として不明である。

最近、我々はMYH11の欠失変異体（K1256del）を報告した。この欠失変異体は、軽メロミオシン領域におけるK1253-K1256の4リジンアラインメントを破壊するもので、それぞれ独立した2つの日本のFTAAD家系図において種間で完全に保存されていた。その他13． この研究では、Myh11 病的バリアントに由来する FTAAD の病因を評価するために、CRISPR-Cas9 システムを使用してこの Myh11 K1256del 病的バリアントのマウス モデルを開発しました。

Myh11 1256 K の欠失バリアントの病理学的影響を調査するために、CRISPR-Cas9 システムを使用してこのバリアントを B6 マウスに導入しようとしましたが、この遺伝子操作により胎児致死が発生しました。 胎児致死の原因はそれ以上調査されなかった。 CRISPR-Cas9 システムのオフターゲット効果を軽減するために、Cas9 (D10A) mRNA を使用して 4 匹の創始者マウス (図 1B)、すなわち 3 匹のヘテロ接合体 (雄 1 匹と雌 2 匹) と雄のホモ接合体 1 匹 (図 1C) を作製しました。 D)。 ヘテロ接合型の交配ペアはホモ接合体を生成するために使用されましたが、子を育てることはできませんでした。 無視の原因は研究されておらず、不明のままです。 創始者のホモ接合体は生後4週間で突然死亡した（原因は不明だが大動脈疾患ではなかった）。 次に、死んだホモ接合体から精子を収集し、B6 メスとの体外受精胚移植に使用しました。 その結果、次世代のヘテロ接合体を5頭生成し、それらを3回以上戻し交雑しました。 続いて、系統交配により得られた野生型（WT）マウス、ヘテロ接合体（Myh11ΔK/+）およびホモ接合体（Myh11ΔK/ΔK）マウスを解析に使用した。 すべてのマウスの遺伝子型は、遺伝子改変部位の DNA 配列分析によって決定されました (図 1E)。