自己増幅型RNAとナノ脂質粒子DDSを用いた軟骨無形性症治療法開発研究
| Project/Area Number |
21K15350
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 48030:Pharmacology-related
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| Research Institution | Aichi Medical University (2022)
Gifu Pharmaceutical University (2021) |
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Principal Investigator |
家崎 高志 愛知医科大学, 医学部, 助教 (30784285)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 自己増幅型RNA / 遺伝子疾患 / 核酸医薬 / 軟骨無形性症 / 骨形成疾患 / 遺伝子治療 / Lipid nano particle |
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| Outline of Research at the Start |
軟骨無形性症は内軟骨性骨化の異常により長管骨の成長障害をきたす難病のうちで最も頻度が高い疾患であり、FGFR3遺伝子の点変異が原因であると考えられている。申請者はこれまでに軟骨組織に対する新たな遺伝子治療法を探索し、自己増幅型RNAとナノ脂質粒子遺伝子導入法を用いたマウス軟骨組織への遺伝子導入法を世界に先駆けて成功した。そこで本研究課題では、①自己増幅型RNAを用いた骨組織への遺伝子発現制御法の確立を行い、②自己増幅型RNAを用いた軟骨無形性症の治療法開発研究を行う。その成果を、自己増幅型RNAを用いた治療薬開発のための研究基盤とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまでに軟骨組織に対する新たな遺伝子治療法を探索し、自己増幅型RNA(saRNA)とナノ脂質粒子遺伝子導入法を用いたマウス軟骨組織への遺伝子導入法を世界に先駆けて成功した。そこで本研究課題では、①自己増幅型RNAを用いた骨組織への遺伝子発現制御法の確立を行い、②自己増幅型RNAを用いた遺伝性骨疾患の治療法開発研究を行う。その成果を、自己増幅型RNAを用いた治療薬開発のための研究基盤とする。
本年度は申請者の所属研究機関を変更したこともあり、これまで使用していた研究試料の一部は使用が難しくなった。そのため、研究対象とする変異型遺伝子を従来のFGFR3遺伝子から、もう一つ予定していた進行性骨化性線維異形成症（FOP）の原因遺伝子であるACVR1変異遺伝子へと変更することとした。
本年度はまず、変異型ACVR1ノックダウン用RNAの設計とACVR1遺伝子変異筋芽細胞への効果を検討した。FOP患者の原因遺伝子であるACVR1R206H点変異のみを抑制するsaRNAを設計ソフトにより作製した。
設計したsaRNAをACVR1R206H変異を導入したC2C12筋芽細胞に導入し、導入細胞のタンパク質を回収し、変異型ACVR1のみがノックダウンされるか検討した。変異型ACVR1ノックダウン用saRNAをACVR1R206H変異型C2C12細胞に導入した結果、変異型ACVR1のみが有意に発現低下し、野生型ACVR1の発現は有意な変化は認められなかった。また、変異型ACVR1ノックダウン用saRNAを導入したACVR1R206H変異型C2C12細胞を軟骨細胞へ分化させた結果、変異型ACVR1ノックダウン用saRNAを導入した細胞では軟骨細胞への分化が抑制されたいた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
申請者自身の自己都合により、昨年度から別の研究機関へ移動することになった。その際に、使用を予定していた遺伝子改変マウスなどが使用できない状態が続いていたため、研究対象とする遺伝子をFGFR3から、別に予定していたACVR1へと変更した。そのため変異型ACVR1遺伝子を抑制するsaRNAを新たに設計することから始めたため、当初の予定から遅れている状況である。
研究の要となる変異型ACVR1遺伝子を抑制するsaRNAを設計し、それを利用して変異型ACVR1遺伝子の発現を抑制し、C2C12細胞の軟骨細胞への分化を抑制することができたが、研究状況の遅れを鑑みて、本研究課題の進行状況を(3)と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ACVR1 R206H変異導入C2C12細胞にsaRNAを導入することで、変異遺伝子の発現を抑制し、軟骨細胞への分化を抑制することができたため、今後はFOP患者由来ヒトiPS細胞をRIKEN BRCから入手し、iPS細胞にノックダウン用saRNAが導入可能か検討する。また、導入したiPS細胞の軟骨細胞への分化がマウスの細胞と同様に回復するか検討する。
また、ACVR1 R206H TgマウスにsaRNAを導入し、骨の異常形成の表現型が回復するか検討する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] L-type amino acid transporter 1 in hypothalamic neurons in mice maintains energy and bone homeostasis.2023
Author(s)
Park G, Fukasawa K, Horie T, Masuo Y, Inaba Y, Tatsuno T, Yamada T, Tokumura K, Iwahashi S, Iezaki T, Kaneda K, Kato Y, Ishigaki Y, Mieda M, Tanaka T, Ogawa K, Ochi H, Sato S, Shi YB, Inoue H, Lee H, Hinoi E.
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Journal Title
JCI Insight
Volume: 8
Issue: 7
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The L-type Amino Acid Transporter (LAT1) Expression in Patients with Scoliosis2022
Author(s)
Demura Satoru、Hinoi Eiichi、Kawakami Noriaki、Handa Makoto、Yokogawa Noriaki、Hiraiwa Manami、Kato Satoshi、Shinmura Kazuya、Shimizu Takaki、Oku Norihiro、Annen Ryohei、Kobayashi Motoya、Yamada Yohei、Nagatani Satoshi、Iezaki Takashi、Taniguchi Yuki、Tsuchiya Hiroyuki
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Journal Title
Spine Surgery and Related Research
Volume: 6
Issue: 4
Pages: 402-407
DOI
NAID
ISSN
2432-261X
Year and Date
2022-07-27
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] CDK8 maintains stemness and tumorigenicity of glioma stem cells by regulating the c-MYC pathway2021
Author(s)
Fukasawa K, Kadota T, Horie T, Tokumura K, Terada R, Kitaguchi Y, Park G, Ochiai S, Iwahashi S, Okayama Y, Hiraiwa M, Yamada T, Iezaki T, Kaneda K, Yamamoto M, Kitao T, Shirahase H, Hazawa M, Wong RW, Todo T, Hirao A, Hinoi E.
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Journal Title
Oncogene
Volume: ー
Issue: 15
Pages: 2803-2815
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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