疾患特異的iPS細胞を用いた遺伝性肝疾患の病態解析と治療への応用に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08994
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 小林 武嗣 金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特任教授 (60740248)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中西 千明 金沢大学, 附属病院, 助教 (80623660)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ウィルソン病 / iPS細胞 / 遺伝性肝疾患

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ウィルソン病症例からiPS細胞、さらに肝細胞へと誘導し、細胞レベルでの発症メカニズムの解析と劇症化に至る陰性を探索することを目的としている。昨年度は、健常者由来iPS細胞を肝細胞に分化誘導し、その条件について検討した。
本年度は、一卵性双生児（姉妹）ウィルソン病症例から、iPS細胞を樹立し、肝細胞を分化誘導し、発症メカニズムの解析を行っている。本症例は、一卵性双生児であるが、一人は、劇症化し、肝移植による治療を受けた症例で、もう一人は劇症化なく、内服加療にて経過安定している症例である。これら症例は、臨床的にはウィルソン病と診断されていましたが、今回全エキソーム解析を行い、ウィルソン病原因遺伝子ATP7Bに遺伝子異常を同定した。複合型ヘテロ接合体性変異を有しており、双生児両症例ともに、同じ遺伝子異常を有していました。遺伝子異常を有するアレルは、既知の遺伝子異常であるが、もう片方のアレルは、新規の遺伝子異常が認められ、これら遺伝子異常の発症メカニズムを、現在疾患iPS細胞由来肝細胞を用いて、検討している。
ウィルソン病特異的iPS細胞は、未分化マーカーを発現し、肝細胞への分化誘導で可能であることを、形態的、発現遺伝子（肝細胞マーカー）を確認しました。ATP7Bの抗体を用いた染色では、今回使用した抗体では、健常者由来誘導肝細胞と比較して、その発現が低下していることが確認された。現在、cDNAを作製し、変異遺伝子の発現の差異について検討しています。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

劇症化したウィルソン病症例が少なく、さらに本研究に同意を得られた症例が極めて限られていたこと、肝細胞への分化誘導を効率化する目的で様々な過去の方法を検討してきたこと、主に上記にの2項目が、実験研究の遅延になったと考えられます。

Strategy for Future Research Activity

遺伝子異常を同定された、ウィルソン病症例由来iPS細胞を樹立および肝細胞への分化誘導に成功しています。今後は、低酸素や活性酸素など、誘導肝細胞に様々なストレスを負荷し、健常者由来肝細胞と比較して、その障害の差異について検討し、劇症化に係る因子を検討していく。課題としては、分化した肝細胞は増殖能力が低いため、評価に必要な細胞数を得るのに、①初期により多くの細胞数で研究を行う、②分化過程で増殖するステージがあり、そのステージを維持することで、最終的により多く獲得できるように分化プロトコールを変更していく。

Causes of Carryover

現在、疾患特異的iPS細胞樹立、肝細胞に分化誘導した段階であります。網羅的遺伝子発現解析を行う予定であり、これが1検体10万円程度必要とします。このため、予定金額との差が生じております。

Expenditure Plan for Carryover Budget

低酸素や活性酸素などを負荷することについての確認および網羅的遺伝子発現解析を、マイクロアレイ法で行うことを予定しております。