致死性不整脈の病的意義不明遺伝子変異に対する、iPS細胞を用いた機能解析系の構築

• Project/Area Number: 20K17147
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 吉永 大介 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (70817296)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 致死的遺伝性不整脈 / 病的意義不明遺伝子変異 / iPS細胞 / 機能解析

Outline of Research at the Start

致死性遺伝性不整脈の正確な診断とリスク層別化を可能にする方法を構築することを目的として、ヒトiPS細胞に不整脈の原因となる遺伝子変異を導入し、それから分化誘導した心筋細胞の表現型を解析することで診断やリスク層別化につなげる。従来の培養細胞に単一イオンチャネルを強制発現させる方法とは異なり、本来の心筋細胞に発現する種々のイオンチャネルを発現しているiPS細胞由来心筋細胞を診断に用いるという点で、患者の病態に即した機能解析が可能である。この手法は、近年普及しつつある遺伝子検査の問題点である、病的意義不明の遺伝子変異の意義付けを可能とし、遺伝性不整脈の正確な診断において大きな意義を有する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、致死的遺伝性不整脈の個別改良の実現を目指し、ヒトiPS細胞由来心筋細胞を利用したQT延長症候群やカテコラミン誘発性多形性心室頻拍の迅速かつ効率的な機能解析系を構築することを目的としている。
従来の方法では不可能であった、致死的不整脈疾患で検出された病的意義不明遺伝子の機能解析をiPS細胞由来心筋を用いて実現できることを明らかにするため、下記の通りの研究計画を予定していた。
令和２年度に、解析対象とする病的意義不明遺伝子変異を抽出し、リコンビナーゼ媒介カセット交換法を用いることで迅速かつ効率的に遺伝子変異をiPS細胞に導入するためのプラットフォームを構築する。その上で、目的とする遺伝子変異を有するiPS細胞株を作成することを計画した。また、令和３年度には、遺伝子変異を有するiPS細胞由来の分化心筋を利用した表現型解析系の構築を実現することを計画していた。
しかしながら、本研究については研究代表者が令和２年度８月より米国ボストン小児病院へ留学することとなったため本研究を一旦中断させていただき、帰国後に本研究を再開、継続する予定としている。
令和２年度８月時点で、前述のリコンビナーゼ媒介カセット交換法を利用して遺伝子変異を導入するために必要な遺伝子配列を有するiPS細胞を入手し培養保存まで実施した。帰国後に研究を再開できるようになった場合、このiPS細胞に遺伝子変異を導入し、機能解析系構築を遂行していく予定としている。