Crouzon症候群FGFR2変異型の硬組織形成異常解明による治療薬探索

• Project/Area Number: 21K09943
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 鳥居 大祐 日本歯科大学, 生命歯学部, 講師 (10548259)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菊池 憲一郎 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (80267260) ; 筒井 健夫 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (70366764) ; 平島 寛司 日本歯科大学, 生命歯学部, 助教 (50824661)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
• Keywords: Crouzon症候群 / 頭蓋縫合早期癒合症候群 / FGFR2 / ゲノム編集 / 一塩基置換

Outline of Research at the Start

本研究は、遺伝性頭蓋縫合早期癒合症候群であるCrouzon症候群の形態形成異常につながる分子メカニズムの解明から、発症や症状進行に対し抑制可能な治療薬の選出を目的とする。Crouzon症候群では上顎骨低形成や歯の形態異常が報告されているため、ヒトの骨髄由来間葉系幹細胞と歯髄幹細胞に、発症の原因となるFGFR2の複数箇所の点変異を、ゲノム編集による一塩基置換で導入し、硬組織形成に関連するBMP2刺激に対する分子メカニズム解明を行う。遺伝子発現変動等をクラウド型ナレッジベースへ反映し、Crouzon症候群のFGFR2の各バリアントで正常と異なる分子動態に対する治療薬候補を選出する。

Outline of Annual Research Achievements

令和4年度は、CRISPR/Cas9を用いた一塩基置換法によって、Crouzon症候群のFGFR2変異のバリアントで最も報告の多いCys342Tyrについてモデル細胞を作製するため、歯髄幹細胞にヒトテロメラーゼ逆転写酵素（hTERT）遺伝子を導入し不死化細胞作製を行った。
不死化後の細胞については、単クローン化を行い、hTERT遺伝子発現を確認したほか、もとの歯髄幹細胞と比較した多分化能の解析を現在行っている。
また、今回作製予定のFGFR2Cys342Tyr変異細胞との性質の比較のため、別の箇所のFGFR2変異を有するCrouzon症候群患者由来歯髄幹細胞についてもhTERT遺伝子導入を行った。
今回作製した不死化細胞を用いて、FGFR2Cys342Tyr変異Crouzon症候群モデル細胞作製を行うことで、その後の単クローン化やシーケンス解析等が可能になり、Crouzon症候群の分子生物学的解析をより進めることができると考えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

初年度に、所属研究機関の配管工事にともなう研究室のフロア移動や、COVID-19による研究用消耗品の流通遅延等の事由が重なり、研究課題の進捗に若干の遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

歯髄幹細胞から今回作製した不死化細胞の多分化能を解析する。また、FGFR2Cys342Tyr変異Crouzon症候群モデル細胞作製を進める。
Crouzon症候群モデル細胞作製後は、硬組織形成に関連する遺伝子発現や細胞内情報伝達の変化について解析し、その結果をクラウド型ナレッジベースへアップロードすることで、治療薬候補の選出を行う。