骨髄異形成症候群患者由来iPS細胞の樹立および病態解析・新規治療法の探索

• Project/Area Number: 22K16300
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 本田 晃 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40779394)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 骨髄異形成症候群 / iPS細胞

Outline of Research at the Start

本研究は、骨髄異形成症候群(Myelodysplastic syndrome: MDS)胞由来のiPS細胞を樹立することによりMDS疾患モデルを構築し、それを利用することによるMDSの新規治療標的の同定を目的としている。iPSCsから造血細胞へ分化誘導し病態の再現を試みる。それらのMDS-iPSCs由来の造血細胞を用いてRNAシークエンスによる網羅的遺伝子発現解析、CRISPR/Cas9ノックアウトスクリーニングを行い新規治療標的を同定する。さらに薬剤スクリーニングを行い、これまでほとんど進んでいなかったMDSに対する新規治療薬の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は第一には骨髄異形成症候群(MDS)に特徴的な染色体異常/遺伝子異常をマーカーとしたMDS患者由来iPS細胞(MDS-iPSC)の樹立を目標としている。
これまでの進捗として、MDSに特徴的な染色体異常を有するMDS-iPSCの樹立に成功した。また並行してMDSに特徴的な遺伝子変異を有する症例の探索を進めている。
今後は、樹立したMDS-iPSCによりin vitro、in vivoでのMDSの病態再現が可能かどうかの検証を進める。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当科のデータベースを用いて、今回の疾患マーカーとなりうる染色体異常を有するMDS患者を検索した。その中でt(3;3)転座を有する症例に着目しMDS-iPSCの樹立を試みた。
具体的には、すでに凍結保存していた該当検体を数日間前培養したのちに、エピゾーマルベクターによるリプログラミング因子(OCT3/4, L-MYC, SOX2, KLF4, LIN28, shP53)の導入を行った。これにより複数のiPSC株を得ることに成功した。引き続いて、これらの株から腫瘍由来iPSCを同定するために、複数のiPSC株で染色体検査を実施した。その結果、t(3;3)を有するiPSC株が存在することが判明し、この株は腫瘍由来のMDS-iPSCであることが分かった。
また遺伝子変異を疾患マーカーとするために多数の患者検体を用いたサンガーシークエンスによるスクリーニングを進めている。

Strategy for Future Research Activity

まずは今回樹立に成功したt(3;3)を有するMDS-iPSCを用いて、MDSの病態再現が可能か検証を進める。具体的にはiPSCから血液細胞に分化誘導しその特徴を解析する。iPSC由来の血液細胞の形態、増殖能、アポトーシスの状態などを解析することにより、in vitroでMDSの病態再現が可能かを確認する。再現可能であった病態についてはさらにin vivoでの解析を試みる。具体的にはMDS-iPSCを免疫不全マウス(NSG)に皮下移植し奇形腫を形成させる。皮下移植した奇形腫からiPSC由来の造血が誘導されることが知られており、この血液細胞を解析する。
また、遺伝子変異をマーカーとしたMDS-iPSCの樹立も試みる。特定の遺伝子変異を有するMDS-iPSCが樹立できた場合にはt(3;3)と同様にin vitro、in vivoでの病態再現を試みる。