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疾 患 モデル 評 価 研 究 開 発 チーム

RIKEN BRC Annual Report

Team for Advanced Development and Evaluation of Human Disease Models

2009 〜 2010

entTeamfadpmore

M

alEv

odels

anduatチームリーダー Team Leaderionseaof Human Dis

野田 哲生（医博）
先端的解析技術開発とヒト疾患モデルとしての付加価値向上（図1）

Tetsuo NODA, M.D., Ph.D.

Development of advanced mouse phenotype analysis technologies (Fig.1)

疾 患 モ デル 評 価 研 究 開 発 チーム

新規難聴モデルの樹立

先進的解析技術開発

国内外をリードする研究機関との共同研究

Deafness models

Life style related disease models

Cancer models

Team for Advanced Development and Evaluation of Human Disease Models

ミッションと事業概要 Mission
ト疾患モデルマウスがリソースとして役立つためには、原因遺伝子とその変異の同定と、病態・発症機構の分子基盤ヒ に関する情報が必要である。我々はモデルマウスを用いて新規難聴原因遺伝子の同定を進め、新しい表現型解析技術としてメタボローム解析技術開発を進めている。
さらに、がんモデルに対し、包括的な病理解析、及びゲノム・エピゲノム・遺伝子発現解析を進め、ヒト疾患モデルマウスのリソースとしての高価値化を目指す。

新規原因遺伝子同定と機能解析を通じてヒト聴覚生理機能解明に貢献
clariﬁcation of deafness mechanisms

pre-symptomatic phenotype（症状に現れない表現型）
TR研究への応用を通じてを示す各種生活習慣病モデルの開発
がんの超早期診断法開発や創薬に寄与
pre-symptomatic phenotype models
hyper-early stage cancer diagnostics

In augmenting the value of human disease model mice as a resource for research, the identiﬁcation of the causal gene isindispensable. In addition, detailed information on phenotypes based on molecular mechanisms that may correspond to theanalysis. A joint research project has been set up with thecal analysis of the mutants further facilitates development ofconditions of human diseases brings both basic and practical values. Our team is developing advanced mouse phenotype

Cancer Institute that provide with advanced human cancer

better understanding of overall mechanism of hearing loss andanalytical technologies. Moreover, for human cancer model mice, in situ histological, genomic, epigenomic, and transcriptomic

diagnostic technologies based on clinical expertise.

underlying basic functions.

analysis will be applied to enhance the values of such mice as cancer models.

（2）新規難聴変異体マウスの解析
ヒト遺伝性非症候群性難聴において全世界で同定された原因遺伝子は50に上る一方原因遺伝子未同定のグループも50近

平成21年度の成果
Research and Development in 2009-2010
NMR メタボローム解析による代謝関連表現型解析

increased (or decreased) metabolites were fat and sugar

くに上る。同定された原因遺伝子から推定される内耳の障害はmetabolism related metabolites. For further study, we pushed

多岐に及び、これらの難聴の発症機作が著しく多様であることを職員とメンバー構成

forward the condition examination. And next step, we will try

示唆する。
こうした状況は、マウス難聴系統でも同様である。理研

Members

to search the sub-symptomatic marker by using the humanにおいて樹立された難聴変異体マウスは、表現型解析の結果か

disease model mice.

ら非症候群性と考えられる点で、ヒトの遺伝性非症候群性難聴の良いモデルである可能性が高い。現在、新規難聴マウス系統疾患が発症する前に発症を予測することが可能になれば予防の樹立を目指し、理研における難聴系統の中からその可能性の生体内の代謝物を網羅的に調べるメタボローム解析が最適と考（1）包括的解析情報付加による発がんモデルマウスのリソースとしての高価値化え、解析技術の開発を進めている。マーカー探索は従来から偽陽発がんモデルマウスに対し、包括的な表現型解析を行い、その難聴モデルの遺伝子変異を同定し、更に生理学的解析、形態学性が多いという問題点があったが、安定同位体標識を用いた多結果を情報として付加し、リソースとしての価値を高める。今期は的解析を行い、発症機構の総合的な理解を通じて、難聴モデル次元NMR計測の手法を用いることで対象となる物質を感度良く（財）癌研究会との共同研究のもと、ヒトがんと発症経路ならびにとして応用的研究に寄与するモデルの開発を進める。

検出することが可能となった。実際に脂質代謝系の標識を目的と増悪・進展・転移の過程が類似した癌モデルマウスを作成し、包につながる。疾患を予測するバイオマーカーの探索の手段として、高いものを優先してpositional cloning を推進している。
これら

して13C -脂肪酸をマウスに与え、糞・尿のNMR解析を行ったとこ

括的表現型解析の条件検討を開始した。内容は癌モデルマウス

ろ、変動した物質の約4割は脂質・糖代謝系物質であった。今後のRNA・DNA サンプルを用いたトランスクリプトーム解析および、（2）Establishment and analysis of novel deafness
mouse modelは更に条件検討を進め、疾患モデルマウスを用いた発症前診断

ゲノムDNA 一次構造解析である。解析するがん組織によりサン

A variety of deafness mutant mouse lines have been isolated in

マーカーの探索を行う予定である。
なお、本研究は植物科学研究

プルの採取から解析にいたる条件を厳密に決定する必要があり、

RIKEN that consist of those with identiﬁed causative gene

センター・先端NMR メタボミクスチームとの共同研究である。

現在順次条件を決定しつつある。

mutations and also with mutations still unknown. In the latter

チームリーダー Team Leader
野田 哲生 Tetsuo NODA, M.D., Ph.D.
開発研究員 Research ＆ Development Scientist
茂木 浩未 Hiromi MOTEGI, Ph.D.
井上 麻紀 Maki INOUE, Ph.D.
美野輪 治 Osamu MINOWA, Ph.D.
開発技師 Technical Scientist
土岐 秀明 Hideaki TOKI
テクニカルスタッフⅡ Technical Staﬀ Ⅱ池田 亜美 Ami IKEDA／松井 純子 Junko MATSUI
辛島 裕子 Yuko KARASHIMA／佐賀 彩子 Ayako SAGA
星野 里佳 Rika HOSHINO／薬師寺 菜美 Nami YAKUSHIJI
平山 妙子 Taeko HIRAYAMA／加賀美 智子 Tomoko KAGAMI
派遣職員 Agency Staﬀ
岡 英治 Eiji OKA／飯野 由貴 Yuki IINO
大島 正 Tadashi OSHIMA／大塚 智恵子 Chieko OTSUKA

mutants, there are several carrying putative novel gene

NMR metabolomic analysis（1）Application of advanced technologies to compre
hensive analysis of mouse cancer model.

mutation for that so far no function in auditory system have

Metabolomic approach is a suitable method to identify themarker of sub-symptomatic phenotype. We use 13C-stable-

A number of cancer-prone mouse mutant strains have been

mutations to establish the value as deafness model. Further-isotope labeled molecule to label metabolic pathway. Labeleddeveloped at RIKEN. Using these animals, the following

more, Establishment of novel deafness mutant would provide

samples are analyzed by 13C-1H NMR. This method enhances

comprehensive analyses will be performed to develop models

resource used in research for clinical application as well as in

the signals that we want to see. We have tried to label the mice

consistent with the conditions of human cancer, which will bebasic investigation of essential auditory function left still unclear.

using 13C-fatty acid by oral administration and feces and urine

valuable as targets for clinical application: whole mount in situ

To reach these goals, we are performing positional cloning of

were sampled. From the result of NMR analysis, about 40% ofhybridization, LMD-microarray analysis, and arrayputative novel deafness mutant lines. Physiological and histologi-46

CGH

been identiﬁed. It is of great importance to identify these gene47