遺伝的背景を揃えたコントロールiPS細胞を用いたALSの細胞種特異的な病態の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H05667
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 鈴木 直輝 東北大学, 大学病院, 助教 (70451599)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 筋萎縮性側索硬化症 / iPS細胞 / ゲノム編集 / FUS

Outline of Annual Research Achievements

ALSではDNA/RNA結合蛋白質の細胞質内異常蓄積が見られRNA代謝異常が病態の鍵になると考えられている。FUSはhnRNPA2B1/A1とともにhnRNPファミリーに分類され、RNA代謝の主要な機能分子である。またVCPは蛋白分解経路の重要な分子であり異常蛋白質分解機構の破綻もALS病態に共通した機序であると考えられる。申請者らは蛋白分解系のプロテアソームの骨格筋特異的欠損マウスを作成し、プロテアソームが骨格筋のホメオスタシスの維持に必須であることを示してきた実績がある (J Cell Sci 2014)。RNA代謝異常や蛋白分解異常は神経筋疾患に共通した重要な治療標的になると考えられ、これらの経路に焦点を当てて解析を進めた。
これまで、家族性ALS家系の集積により13家系のFUS遺伝子変異を同定した。そのうち、1家系2例のFUS関連ALS（FUS-ALS）罹患者より本学倫理委員会で承認された手順に則り同意を得て、皮膚生検を行った。これより初代培養線維芽細胞を樹立し、連携研究者の施設にてiPS細胞樹立に成功した。樹立したFUS-ALS疾患特異的iPS細胞株の品質管理を行うため、外来遺伝子ゲノム挿入部位の確認、未分化マーカーの発現、多分化能の確認を実施、良質なクローンを選択した。また、由来した罹患者と同一のFUS遺伝子変異確認も行った。運動ニューロン分化後にRNAsequenceなどの解析を行ない、StemCell Reports誌に報告した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまで、家族性ALS家系の集積により13家系のFUS遺伝子変異を同定しMuscle and Nerve誌に報告した。そのうち、1家系2例のFUS関連ALS（FUS-ALS）罹患者より本学倫理委員会で承認された手順に則り同意を得て、皮膚生検を行った。これより初代培養線維芽細胞を樹立し、連携研究者の施設にてiPS細胞樹立に成功している。運動ニューロン分化後にRNAsequenceなどの解析を行ない、StemCell Reports誌に報告した。
論文発表も行えており、順調に進捗していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画通り、運動ニューロンおよびアストログリアへの分化誘導の疾患感受性の確認を行なった。今後はisogenic lineを用いた変異FUS-ALSヒト細胞モデルにおけるRNA病態解明のため、トランスクリプトーム解析を行って本研究を推進する。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of in vitro FUS-associated Familial Amyotrophic Lateral Sclerosis Model using Human induced Pluripotent Stem Cells. (2016)
  • Author(s): Ichiyanagi N, Fujimori K, Yano M, Ishihara-Fujisaki C, Sone T, Akiyama T, Okada Y, Akamatsu W, Matsumoto T, Ishikawa M, Nishimoto Y, Ishihara Y, Sakuma T, Yamamoto T, Tsuiji H, Suzuki N, Warita H, Aoki M, Okano H.
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: . Pages: -
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2016.02.011
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genotype phenotype correlation in familial ALS with FUS/TLS mutations in Japan. (2016)
  • Author(s): Akiyama T, Warita H, Kato M, Nishiyama A, Izumi R, Ikeda C, Kamada M, Suzuki N, Aoki M.
  • Journal Title: Muscle Nerve Volume: . Pages: -
  • DOI: 10.1002/mus.25061
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Guidelines for the Use and Interpretation of Assays for Monitoring Autophagy (3rd edition) (2016)
  • Author(s): Klionsky DJ …Suzuki N…Zughaier SM.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 12 Pages: 1-222
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] SLC52A3, A Brown-Vialetto-van Laere Syndrome Candidate Gene is Essential for Mouse Development but Dispensable for Motor Neuron Differentiation. (2016)
  • Author(s): Intoh A, Suzuki N, Kathryn K, Eggan K.
  • Journal Title: Hum Mol Genet Volume: . Pages: -
  • DOI: pii: ddw053.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A mutation in hnRNPA1 causes isolated inclusion body myopathy in two families with multisystem proteinopathy (2015)
  • Author(s): Izumi R, Warita H, Niihori T, Takahashi T, Tateyama M, Suzuki N, Nishiyama A, Shirota M, Funayama R, Nakayama K, Mitsuhashi S, Nishino I, Aoki Y, Aoki M.
  • Journal Title: Neurology Genetics Volume: . Pages: -
  • DOI: NG/2015/000729
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] [Review/Advances in Neurological Therapeutics (2014)] (2015)
  • Author(s): Suzuki N, Kato M, Warita H, Aoki M.
  • Journal Title: Neurological Therapeutics Volume: 32 Pages: 475-478