| Project/Area Number |
21K07782
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
秦 龍二 藤田医科大学, 医学部, 教授 (90258153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾身 実 藤田医科大学, 医学部, 講師 (00400416)
八幡 直樹 藤田医科大学, 医学部, 講師 (60450607)
吉川 哲史 藤田医科大学, 医学部, 教授 (80288472)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | MELAS / iPS細胞 / ゲノム編集 / TALEN / ミトコンドリア病 / iPS / gene editing |
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| Outline of Research at the Start |
【研究方法】：①変異mtDNAを標的としたTALEN pairを作製し、最も効率の良いTALEN pairを組み込んだAAVベクター（AAV-mtTALEN）を作製する。②MELAS患者由来iPS細胞より分化誘導した骨格筋細胞と神経細胞でのAAV-mtTALENの有効性と病態機構の解明を細胞（in vitro）レベルで検討する。③mtDNAにMELASと同様の点変異を持つMito-miceを用いて、遺伝子治療の有効性と病態機構の解明を、in vivoレベルで検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様発作症候群(= MELAS) は母系遺伝をするミトコンドリア病の一つで、mtDNAのA3243G, A3252G, G13513A等の点変異が原因で発症することが知られている。mtDNAは１つの細胞内に数百～数千個存在している。MELASの場合、細胞内の変異mtDNAは正常mtDNAと混在し(= heteroplasmy )、変異mtDNAの割合がある一定の閾値を超えると発症すると考えられている（= 閾値効果）。MELASの臨床症状は非常に多様で、乳酸アシドーシス、てんかん、脳卒中様発作といった症状に加えて、糖尿病や心筋症などを併発することが知られている。更に、発症時期や重篤度なども多様であり、その複雑な臨床像を反映する病態メカニズムは推測の域を出ておらず、確立された治療法は存在していない。本研究では様々な割合で変異mtDNAを持つMELAS特異的iPS細胞群を用いて、その病態機構の解明と治療法の開発を検討した。
具体的にはG13513A 変異 mtDNA を選択的に認識・切断する新しい高活性型 Platinum TALEN の開発を行った。そして実際に樹立した MELAS-iPS 細胞において、変異 mtDNA 比率を改変する効果があるかを検証した。その結果変異 mtDNA 比率の有意な減少がみられた。次いでG13513A 変異を有するMELAS-iPS細胞を骨格筋細胞へ分化誘導する為、Tet-On MyoD1システムを組み込んだiPS細胞(MyoD-iPSC)を作製した。そしてG13513A変異mtDNAを有したMyoD-iPSCと、正常mtDNAのみを有するMyoD-iPSCにDoxを加えて骨格筋への分化誘導を行い、比較・観察したところ、同程度の効率で骨格筋への分化誘導ができていることが分かった。
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