筋ジストロフィーにおける血管作動性因子のスプライシング動態の解明と治療応用

• Project/Area Number: 20K08243
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 竹島 泰弘 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (40281141)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 知子 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (10596042) ; 下村 英毅 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (30441273)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 筋ジストロフィー / 血管作動性因子 / スプライシング / アンチセンスオリゴヌクレオチド / 血管内皮増殖因子 / 分子治療

Outline of Research at the Start

申請者らは、Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)に対し、ジストロフィン遺伝子のスプライシングを制御するエクソンスキッピング誘導治療の有効性を明らかにした。しかし、特定の遺伝子変異を対象とした治療であるため、新たな治療戦略が切望されている。 近年、血管作動性因子がDMDの病態に大きく関与していること、さらに、これらの因子には作用が異なる多くのスプライシングアイソフォームが存在することが報告されている。本研究では、血管作動性因子における筋再生促進作用に関与するスプライシングアイソフォームを明らかにし、そのアイソフォーム優位にスプライシングを制御する治療法の検討を行う。

Outline of Annual Research Achievements

私たちは、Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)に対し、ジストロフィン遺伝子のスプライシングを制御するエクソンスキッピング誘導治療の有効性を明らかにした。現在、世界各地で治験が実施され、その一部は日本においても保険収載されている。しかし、特定の遺伝子変異を対象とした治療であるため、より多くのDMD症例を対象とした新たな治療戦略が切望されている。近年、血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGF受容体、一酸化窒素合成酵素などの血管作動性因子がDMDの病態に大きく関与していることが注目されている。さらに、これらの因子には多くのスプライシングアイソフォームがあり、アイソフォームによりその機能が異なる可能性が報告されている。申請者は、これらの血管作動性因子の選択的スプライシングが病態に関与し、さらに、そのスプライシングを制御することにより病態を改善し得る可能性を着想した。
アンチセンス核酸によるスプライシング制御に関する検討では、修飾核酸である2'-O,4'-C-ethylene-bridged nucleic acids (ENAs)が、生体組織への取り込みが他の修飾核酸より優れていた。
一方、VEGF-Aは8エクソンより成り、全エクソンを有するVEGF-A206、エクソン６を欠くVEGF-A165など複数のアイソフォームが存在し、アイソフォームにより筋再生に対して促進的あるいは阻害的に作用することが知られている。組織のmRNAにおける、これらのスプライシングアイソフォームの発現様式を解析する系を確立した。これらのアイソフォームの発現と筋組織の病態との関連を明らかにすることにより、DMDの分子病態の解明とともに、新たな治療戦略を確立できる可能性がある。

Research Products

• [Journal Article] The Association Between Physical Activity/Heart Rate Variability Data Obtained Using a Wearable Device and Timed Motor Functional Tests in Patients with Duchenne Muscular Dystrophy: A Pilot Study (2024)
  • Author(s): Nakamura Akinori、Matsumura Tsuyoshi、Takeshima Yasuhiro、Kuru Satoshi、Imazaki Manami、Nonomura Hidenori、Kaiya Hisanobu
  • Journal Title: Journal of Neuromuscular Diseases Volume: 11 Issue: 3 Pages: 715-724
  • DOI: 10.3233/jnd-230142
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Longitudinal data of serum creatine kinase levels and motor, pulmonary, and cardiac functions in 337 patients with Duchenne muscular dystrophy (2024)
  • Author(s): Awano Hiroyuki、Nambu Yoshinori、Itoh Chieko、Kida Akihiro、Yamamoto Tetsushi、Lee Tomoko、Takeshima Yasuhiro、Nozu Kandai、Matsuo Masafumi
  • Journal Title: Muscle and Nerve Volume: 69 Issue: 5 Pages: 604-612
  • DOI: 10.1002/mus.28073
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Natural history of Becker muscular dystrophy: a multicenter study of 225 patients (2023)
  • Author(s): Nakamura A, Matsumura T, Ogata K, Mori-Yoshimura M, Takeshita E, Kimura K, Kawashima T, Tomo Y, Arahata H, Miyazaki D, Takeshima Y, Takahashi T, Ishigaki K, Kuru S, Wakisaka A, Awano H, Funato M, Sato T, Saito Y, Takada H, Sugie K, Kobayashi M, Ozasa S, Fujii T, Maegaki Y, Oi H, Tachimori H, Komaki H
  • Journal Title: Ann Clin Transl Neurol Volume: 10 Issue: 12 Pages: 2360-2372
  • DOI: 10.1002/acn3.51925
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 家族歴のないジストロフィン遺伝子変異を有する女児における母親の保因者頻度 (2023)
  • Author(s): 李 知子, 徳永 沙知, 谷口 直子, 下村 英毅, 竹島 泰弘
  • Organizer: 保因者頻度第65回日本小児神経学会学術集会
• [Presentation] Cases of Becker muscular dystrophy with nonsense mutations in the dystrophin gene (2023)
  • Author(s): Yoshiyuki Katayama, Tomoko Lee, Miki Matsui, Sachi Tokunaga, Naoko Taniguchi, Hideki Shimomura, Yoko Yokoyama, Yukihiro Noda, Jun Matsui, Katsuhiko Yoshii, Yasuhiko Takeshima
  • Organizer: Human Genetics Asia 2023