| Project/Area Number |
23K07488
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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 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
岡崎 敦子 (今井敦子) 順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (70761691)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | ミトコンドリア病 / 心筋症 / ミトコンドリアDNA / ヘテロプラスミー率 / ミトコンドリア心筋症 / シングルセル解析 / シングルセル / ヘテロプラスミー |
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| Outline of Research at the Start |
ミトコンドリア心筋症は、若年では約80%が心不全で死亡する致死的疾患であり、小児期に死亡する重症例と、心肥大のみで成人まで経過する軽症例は、心臓全体のミトコンドリアDNA変異率は同程度である。申請者はシングルセルレベルでのミトコンドリアDNA変異率の不均一性を明らかにした。
本研究では、シングルセルレベルの観点で見えてきた不均一性が重症例と軽症例で異なるか、さらに、ミトコンドリアDNA塩基配列特異的に結合するポリアミド化合物の投与によって不均一性に改善が見られるか、m.3243A>Gを有するミトコンドリア心筋症の皮膚繊維芽細胞を用いて評価し、ミトコンドリア心筋症の治療法の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアDNAに既知の病的バリアントを有するミトコンドリア心筋症例5症例の皮膚繊維芽細胞を用いて、既存のシングルセルATAC-seqのプロトコールを改良し、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqの施行を行った。
代表的なミトコンドリア心筋症であるm.3243A>Gを有するMELAS心筋症患者3名、さらに別のmtDNAの既知病的バリアント(m.8528T>Cおよびm.5537A>G)を有する心筋症患者2名、合計5名から採取した皮膚線維芽細胞を用いてミトコンドリアシングルセルATAC-seqを行った。データ解析に必要なバイオインフォマティクス解析パイプラインを構築し、同パイプラインを用いてシングルセルレベルでの核遺伝子の発現およびミトコンドリアDNAヘテロプラスミー率を定量化した。さらに同一患者から得られた皮膚繊維芽細胞の一部を用いて、ミトコンドリア呼吸鎖酵素活性/酸素消費速度およびdroplet digital PCRを用いた全体でのヘテロプラスミー率も同時に測定した。また新規治療に対する効果判定としての有用性を評価するために、m.3243A>Gを有する心筋症患者1名の患者の皮膚繊維芽細胞を用いて、m.3243A>Gに特異的に結合するポリアミド化合物の投与前後での不均一性の変化を、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqを用いて評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和5年度-6年度の研究計画としていて当初予定していたミトコンドリア心筋症例における、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqの施行およびバイオインフォマティクス解析パイプラインの構築は、予定通りに実行することができた。さらに、次年度に予定していた、m.3243A>Gに特異的に結合するポリアミド化合物の投与前後での不均一性の変化を、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqを用いて比較する計画に関しては、1検体を予備実験として今年度に実行することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミトコンドリア心筋症例における、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqの施行は、症例数を増やして次年度も行う計画である。代表的なミトコンドリア心筋症であるm.3243A>Gを有するMELAS心筋症患者に関しては、重症例と軽症例それぞれの皮膚線維芽細胞を用いてミトコンドリアシングルセルATAC-seqを行い、疾患重症度と不均一性の関係を評価する。さらに同一患者から得られた皮膚繊維芽細胞の一部を用いて、ミトコンドリア呼吸鎖酵素活性/酸素消費速度およびdroplet digital PCRを用いた全体でのヘテロプラスミー率も同時に測定を行い、全体でのヘテロプラスミー率とシングルセルレベルでの不均一性の乖離を評価する。
m.3243A>G特異的に結合するポリアミド化合物の投与前後での不均一性の変化を比較する計画については、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqが完了したm.3243A>Gを保有する心筋症患者から採取した皮膚繊維芽細胞を培養し、化合物投与後に、ミトコンドリアシングルセルATAC-seqを行い、投与前と比較しシングルセルレベルでのヘテロプラスミー率の不均一性の改善度を評価する。
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