遺伝性脳小血管病CADASILのin vitro病態モデルを用いた新規治療法開発

• Project/Area Number: 19J40007
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 49030:Experimental pathology-related
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 山本 由美 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病態代謝部, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: CADASIL / 遺伝性脳小血管病 / NOTCH3 / iPS細胞 / 壁細胞 / 脳小血管病

Outline of Research at the Start

CADASILは、血管壁細胞の変性などの血管病変と大脳白質障害を特徴とする優性遺伝性の若年性血管性認知症である。原因遺伝子が壁細胞（血管平滑筋細胞・ペリサイト）特異的な細胞膜受容体NOTCH3に特定されて以来、多くの研究がなされてきたが、未だに病態発生メカニズムは不明であり、有効な治療法が存在しない。申請者は、CADASIL患者のiPS細胞を用いて研究を進め、世界に先駆けてCADASILの病態を再現できるin vitroモデルを確立した。本申請課題では、このモデルを用いて、各種阻害剤や中和抗体、核酸医薬品などのスクリーニングを行い、CADASILの新規治療薬の候補を絞り込む。

Outline of Annual Research Achievements

CADASILは、血管壁細胞の変性などの血管病変と大脳白質障害を特徴とする優性遺伝性の若年性血管性認知症である。これまでに報告されているNOTCH3遺伝子変異は200種以上あるが、その半数以上がホットスポットと呼ばれるExon2-5に位置している。さらに、ホットスポットに変異を持つ患者は、その他の部分に変異を持つ患者よりも重症となる傾向があることが報告されている。
令和２年度はPDGFRβをターゲットとした治療薬候補として、PDGF-BB-PDGFRβを介したシグナル経路の阻害剤の有効性を検証し、OPC分化における一定の効果を確認した。令和３年度は、もう一つの治療法候補である、アンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)によるエキソン・スキッピングの検証に取り組んだ。まずは、Ruttenら(2016)によるNOTCH3のエキソン・スキッピングで報告されていたExon 4-5を取り除くAONが、本当に報告通りの効果を持つのか検証した。血管壁細胞に3種類のAONを遺伝子導入し、24時間後にRNA抽出をして調べたところ、Exon4-5が読み飛ばされているのが確認された。また、3つのAONのうち、2つのAONだけでも遺伝子変異の最も多いExon4を読み飛ばすことはできたが、その効率はExon4-5を両方飛ばすものと比べて悪かった。そこで、新たにExon4のAONを設計し、有望そうな１つについて現在さらに解析を進めている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Human iPS cell-derived mural cells as an in vitro model of hereditary cerebral small vessel disease (2020)
  • Author(s): Yamamoto Yumi、Kojima Katsutoshi、Taura Daisuke、Sone Masakatsu、Washida Kazuo、Egawa Naohiro、Kondo Takayuki、Minakawa Eiko N.、Tsukita Kayoko、Enami Takako、Tomimoto Hidekazu、Mizuno Toshiki、Kalaria Raj N.、Inagaki Nobuya、Takahashi Ryosuke、Harada-Shiba Mariko、Ihara Masafumi、Inoue Haruhisa
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 13 Issue: 1 Pages: 38-38
  • DOI: 10.1186/s13041-020-00573-w
  • NAID: 120006818682
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 患者由来iPS細胞を用いたin vitro病態モデルと遺伝性脳小血管病研究 (2021)
  • Author(s): 山本 由美
  • Organizer: NVU研究会
• [Presentation] 患者由来iPS細胞を用いた遺伝性脳小血管病の病態研究 (2019)
  • Author(s): 山本 由美
  • Organizer: 第38回認知症学会
  • Invited
• [Remarks] 遺伝性脳小血管病CADASILに対する新薬 医師主導治験開始へ
  • URL: https://www.ncvc.go.jp/pr/release/20210419_press/