脳血管内皮細胞特異的AAVベクターを用いた新しい脳血管奇形モデル動物の作製

• Project/Area Number: 22K16677
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 本郷 博貴 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80908682)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 脳血管奇形 / モデル動物 / 血管奇形

Outline of Research at the Start

脳血管奇形は中枢神経系に生じる異常血管の集簇であり、出血性脳卒中の原因として重要である。脳血管奇形においては、これまで家族性例の原因遺伝子異常の導入によりモデル動物が作製されてきた。一方ゲノム解析技術の向上に伴い、患者の多くを占める孤発性血管奇形症例において病因となる体細胞遺伝子変異の同定が近年もなされている。そこで本研究では、近年報告された脳血管内皮細胞を特異的に標的とするAAV (adeno-associated virus)を遺伝子導入用ベクターに用い、脳血管奇形原因遺伝子変異を導入することで、血管奇形の病態を高度に再現するモデル動物の作製を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

脳血管奇形は中枢神経系に生じる異常血管の集簇であり、出血性脳卒中の原因として重要である。脳血管奇形においては、これまで家族性例の原因遺伝子異常の導入によりモデル動物が作製されてきた。一方ゲノム解析技術の向上に伴い、患者の多くを占める孤発性血管奇形症例において病因となる体細胞遺伝子変異の同定が近年もなされている。本研究では、新たな血管奇形モデルの作製を目指し、眼窩内海綿状血管奇形において体細胞変異として新規同定したGJA4変異を導入したマウスの作製を進めた。前年度作製した変異型Gja4のcDNA配列を組み込んだコンストラクトを用い、B57BL/6マウス受精卵に対しCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集を行うことでLoxP-stop-LoxP-変異型Gja4を導入したマウス（floxedマウス）を作製した。これをTie2-Creマウスと交配することにより血管内皮細胞特異的Gja4ノックインマウスとした。変異型GJA4を発現したマウスは胎生致死であった。Gja4変異が血管内皮細胞に対して有害であることを示唆し、GJA4変異が血管奇形の直接の原因となっている可能性を支持するものと考えられた。今後詳細な組織学的解析、分子生物学的な解析を行うことにより詳細な病態の解明が可能となることが期待された。

Research Products

• [Journal Article] Clinical and Genetic Characteristics of Patients with Moyamoya Disease who Experienced Both Ischemic and Hemorrhagic Events (2023)
  • Author(s): Hirano Yudai、Miyawaki Satoru、Imai Hideaki、Hongo Hiroki、Teranishi Yu、Ishigami Daiichiro、Sakai Yu、Shimada Daisuke、Umekawa Motoyuki、Segawa Masafumi、Koizumi Satoshi、Ono Hideaki、Nakatomi Hirofumi、Saito Nobuhito
  • Journal Title: World Neurosurgery Volume: 172 Pages: e438-e446
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.01.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bypass Surgery for Adult-Onset Hemorrhagic Moyamoya Disease: Analysis Classified by Site of Initial Bleeding (2023)
  • Author(s): Hirano Yudai、Miyawaki Satoru、Imai Hideaki、Hongo Hiroki、Koizumi Satoshi、Yajima Hirohisa、Torazawa Seiei、Ishigami Daiichiro、Kiyofuji Satoshi、Saito Nobuhito
  • Journal Title: World Neurosurgery Volume: 178 Pages: e585-e594
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.07.130
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cerebrovascular Events During Treatment for Systemic Malignant Tumors in Patients with Moyamoya Disease (2023)
  • Author(s): Ogawa Shotaro、Miyawaki Satoru、Imai Hideaki、Hongo Hiroki、Umekawa Motoyuki、Kiyofuji Satoshi、Ishigami Daiichiro、Sakai Yu、Torazawa Seiei、Hirano Yudai、Koizumi Satoshi、Saito Nobuhito
  • Journal Title: World Neurosurgery Volume: 179 Pages: e314-e320
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.08.083
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypertensive disorders of pregnancy in moyamoya disease: A single institution experience (2023)
  • Author(s): Yajima Hirohisa、Miyawaki Satoru、Sayama Seisuke、Kumasawa Keiichi、Ikemura Masako、Imai Hideaki、Hongo Hiroki、Hirano Yudai、Ishigami Daiichiro、Torazawa Seiei、Kiyofuji Satoshi、Koizumi Satoshi、Saito Nobuhito
  • Journal Title: Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases Volume: 32 Issue: 11 Pages: 107377-107377
  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2023.107377
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Symptomatic and Stenotic Developmental Venous Anomaly with Pontine Capillary Telangiectasia: A Case Report with Genetic Considerations (2022)
  • Author(s): ISHIGAMI Daiichiro、KOIZUMI Satoshi、MIYAWAKI Satoru、HONGO Hiroki、TERANISHI Yu、MITSUI Jun、SAITO Nobuhito
  • Journal Title: NMC Case Report Journal Volume: 9 Issue: 0 Pages: 139-144
  • DOI: 10.2176/jns-nmc.2022-0022
  • ISSN: 2188-4226
  • Year and Date: 2022-12-31
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-Wide Association Study of Intracranial Artery Stenosis Followed by Phenome-Wide Association Study (2022)
  • Author(s): Dofuku S, Sonehara K, Miyawaki S, Sakaue S, Imai H, Shimizu M, Hongo H, Shinya Y, Ohara K, Teranishi Y, Okano A, Ono H, Nakatomi H, Teraoka A, Yamamoto K, Maeda Y, Nii T, Kishikawa T, Suzuki K, Hirata J, Takahashi M, Matsuda K, Kumanogoh A, Matsuda F, Okada Y, Saito N.
  • Journal Title: Transl Stroke Res. Volume: - Issue: 3 Pages: 322-333
  • DOI: 10.1007/s12975-022-01049-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Somatic GJA4 gain-of-function mutation in orbital cavernous venous malformations (2022)
  • Author(s): Hongo Hiroki、Miyawaki Satoru、Teranishi Yu、Mitsui Jun、Katoh Hiroto、Komura Daisuke、Tsubota Kinya、Matsukawa Takashi、Watanabe Masakatsu、Kurita Masakazu、Yoshimura Jun、Dofuku Shogo、Ohara Kenta、Ishigami Daiichiro、Okano Atsushi、Kato Motoi、Hakuno Fumihiko、Takahashi Ayaka、Kunita Akiko、Ishiura Hiroyuki、et al.
  • Journal Title: Angiogenesis Volume: 26 Issue: 1 Pages: 37-52
  • DOI: 10.1007/s10456-022-09846-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genetics of brain arteriovenous malformations and cerebral cavernous malformations (2022)
  • Author(s): Hongo Hiroki、Miyawaki Satoru、Teranishi Yu、Ishigami Daiichiro、Ohara Kenta、Sakai Yu、Shimada Daisuke、Umekawa Motoyuki、Koizumi Satoshi、Ono Hideaki、Nakatomi Hirofumi、Saito Nobuhito
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 68 Issue: 3 Pages: 157-167
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01063-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 脳および眼窩内海綿状血管奇形の体細胞遺伝子変異解析 (2023)
  • Author(s): 本郷 博貴, 宮脇 哲, 寺西 裕, 堂福 翔吾, 小原 健太, 石神 大一郎, 岡野 淳, 三井 純, 加藤 洋人, 栗田 昌和, 渡邉 正勝, 辛 正廣, 中冨 浩文, 後藤 浩, 石川 俊平, 齊藤 延人.
  • Organizer: 第52回日本脳卒中の外科学会
• [Presentation] 脳・眼窩内血管奇形の遺伝子解析研究 (2023)
  • Author(s): 本郷 博貴, 宮脇 哲, 寺西 裕, 堂福 翔吾, 小原 健太, 石神 大一郎, 岡野 淳, 清藤 哲史, 三井 純, 栗田 昌和, 渡邉 正勝, 辛 正廣, 中冨 浩文, 後藤 浩, 石川 俊平, 齊藤 延人.
  • Organizer: 第81回日本脳神経外科学会総会
  • Invited
• [Presentation] 眼窩内海綿状血管奇形関連遺伝子変異の同定 (2022)
  • Author(s): 本郷 博貴, 宮脇 哲, 栗田 昌和, 加藤 基, 寺西 裕, 堂福 翔吾, 小原 健太, 石神 大一郎, 岡野 淳, 三井 純, 加藤 洋人, 渡邉 正勝, 辛 正廣, 中冨 浩文, 後藤 浩, 石川 俊平, 岡崎 睦, 齊藤 延人
  • Organizer: 第18回日本血管腫血管奇形学会学術集会
• [Presentation] 眼窩内海綿状血管奇形における新規関連遺伝子変異の同定 (2022)
  • Author(s): 本郷 博貴, 宮脇 哲, 寺西 裕, 堂福 翔吾, 小原 健太, 石神 大一郎, 岡野 淳, 三井 純, 加藤 洋人, 栗田 昌和, 渡邉 正勝, 辛 正廣, 中冨 浩文, 後藤 浩, 石川 俊平, 齊藤 延人
  • Organizer: 日本脳神経外科学会 第81回学術総会
• [Presentation] Epidemiology/etiology of cerebral cavernous malformations (2022)
  • Author(s): Hiroki Hongo, Satoru Miyawaki, Nobuhito Saito
  • Organizer: 10th European-Japanese Cerebrovascular Congress
  • Int'l Joint Research / Invited