難聴プロジェクト

吉川 欣亮 プロジェクトリーダーが解説します。

Yoshiaki KIKKAWA

Project Leader

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難聴プロジェクト

吉川 欣亮 プロジェクトリーダーが解説します。

Yoshiaki KIKKAWA

Project Leader

どんなことに役立つの?

遺伝子変異によって生じる病気のメカニズムを解明することで、薬の開発など、治療への道筋を確かなものにしています。

たとえば、発病原因が遺伝子異常にあることを究明した「加齢性難聴」。そこからさらに、治療薬やサプリメントの開発、食事療法の提案などによって予防や発症時期を遅らせようという取り組みを始めています。

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メカニズム

疾患遺伝子をもつマウスを掛け合わせて遺伝子解明へ

 

—— 代表的な遺伝子研究といえばメンデルの法則ですが、マウスでどのように研究を進めるのですか。

吉川メンデルの法則は、茎の高さや種子の色・形などの形質の異なるエンドウ豆どうしを交配することによって、どの形質が、どのように子孫に伝わるかを明らかにしています。この法則の発見が、遺伝学誕生のきっかけになりました。

私たちもマウスを使って、このメンデルの実験を再現させていきます。つまり、病気を発症しているマウスと病気をもたない正常なマウスを交配させるのです。

—— 病気をもつマウスを交配することによって、どのように病態理解へ結びつけるのですか。

吉川病気の原因遺伝子の特定(同定)につなげることができます。というのも、病気が子孫に伝わるということは病気のマウスの遺伝情報の記憶媒体、いわば設計図であるDNA上の変異が子孫に伝わったことを意味します。さらに交配を重ね、DNAの型を調べることで病気の遺伝子の染色体上の位置、変異を特定することができます。

疾患マウスと正常マウス掛け合わせて遺伝子解明
病気のマウスと正常なマウスを交配し、DNAの型を調べることで病気の遺伝子の染色体上の位置などを特定することができる。
病気の解明方法

2万5,000の遺伝子から、
たった1個の原因因子を探し出す

 

—— 「加齢性難聴」のメカニズム解明は、どのように進めたのですか。

吉川2歳(24カ月齢)のマウスは、人間でいうとだいたい70〜80歳に相当します。まず、一部のDNA配列が異なるマウスの生涯で難聴の症状がどのようにあらわれるかを調べるために、マウスの聴力測定を成育年齢ごとにしていきます。聴力が正常なマウスでも通常は16〜20カ月齢で聴力が衰えてきますが、私たちが行った聴力検査で数種のマウスの系統(遺伝的に均一な集団)が4~12カ月齢で聴力が劇的に悪くなることを発見しました。次にそれら加齢に伴って耳が悪くなるマウスを正常な聴力のマウスと交配させ、その耳の悪さが子孫に伝わるかを調べ、さらにDNAの型を調べて、耳の悪さとどの染色体上の遺伝子の型と関連しているかを明らかにします。

—— そうやって疾病との関わりから、原因遺伝子を特定するのですね。

吉川染色体の場所を決めるのに最低でも100~200、多い時では1,000〜2,000ものマウスの症例を調べます。また、聴力測定に加えてマウスたちの0.005㎜ほどの小さな細胞を1個1個、電子顕微鏡で判定していくのです。

さらに、数百~数千の遺伝子の型を判定します。このように膨大な数の遺伝子を細かく比較していくのは、研究精度を高めるためですが、とても時間がかかります。DNAには40本の染色体があり、その上には約2万5,000の遺伝子がのっています。こういった地道な作業を積み重ねることで、約2万5,000の中からたった1個の遺伝子を見つけ出すことが可能になるのです。

未来への展望

加齢性難聴のメカニズムに加え、
発症時期を遅くする薬も発見

 

—— 遺伝子は特定できたのでしょうか。

吉川すでに数種の加齢性難聴の原因となる遺伝子を突きとめ、一部は病気のメカニズム究明にもたどりつきました。さらに、一部の遺伝子の異常で起こった難聴の症状を改善させる薬も探し出せたのです。

—— 症状を改善させる薬の効果とは、どういったものなのでしょうか。

吉川マウスにある薬を与えると、遺伝子の機能が活性化し、難聴の発症時期が遅くなりました。つまり、たとえば、人間の年齢に換算すると30歳ぐらいで音が聞き取りにくくなっていたものを薬の投与で、60歳ぐらいまで発症を遅らせることができたのです。

この薬は、すでに別の用途で試験が進んでいますが、今後、加齢性難聴にも効果があることを臨床実験で実証し、人間のために実用化したいと考えています。

たとえば、30歳ぐらい発症していた加齢性難聴について、症状がでていないうちに薬を服用することで発症時期を遅らせることができる。