2016 Fiscal Year Research-status Report
STIM1シグナルを介したCa2+ホメオスタシスの制御による筋ジストロフィー治療
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15K09328
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
清水 輝夫 帝京大学, 医療技術学部, 教授 (00107666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
真先 敏弘 帝京科学大学, 医療科学部, 教授 (00585028)
萩原 宏毅 帝京科学大学, 医療科学部, 教授 (80276732)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 筋ジストロフィー / カルシウムホメオスタシス / 細管集合体ミオパチー / STIM1 / ORAI1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内外のカルシウムホメオスタシスの破綻は筋ジストロフィーの病態に深く関わっており、筋細胞のカルシウム動態を制御する主要な経路としてSTIM1-ORAI1シグナルが注目されている。STIM1は筋小胞体のカルシウムセンサーでありカルシウム濃度の低下を筋細胞膜上のORAI1に伝達、その結果ORAI1はチャネルを形成しカルシウムが細胞内に流入する。本研究ではこのカルシウムホメオスタシスの制御に基づく筋ジストロフィーに対する新規治療法の開発を目指している。昨年度は細管集合体ミオパチー（tubular aggregate myopathy; TAM）において我々が見いだしたSTIM1細胞質内ドメインの新規遺伝子変異の機能解析を行った。そしてこのユニークな変異は培養細胞における遺伝子導入実験において、興味深い挙動を示す事を明らかにした。すなわち野生型STIM1は細胞質内にびまん性に局在するのに対して細胞質内ドメイン変異型は核周囲に凝集体様の分布を示し、細胞内のカルシウムの測定では細胞変異型STIM1遺伝子導入細胞でカルシウム濃度は著明に低下していた。これらは既報告のSTIM1管腔内ドメイン変異とは全く異なる結果であった。そして本年度はSTIM1の細胞質内ドメイン変異と管腔内ドメイン変異との差異をさらに明らかにするために、筋小胞体へのカルシウム流入阻害薬であるタプシガルギンを用いた検討を行った。そして管腔内ドメイン変異とは異なり細胞質内ドメイン変異ではORAI1の活性化に必要なSTIM1の斑状集積が惹起されないことを明らかにした。これらの事より、我々が見いだしたSTIM1細胞質内ドメイン変異はこれまで考えられていたORAI1の恒常的な活性化によるカルシウムの過剰流入とは異なった機序によりTAMを引き起こしている可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はSTIM1シグナルを阻害するモノクローナル抗体を作製し、カルシウムの細胞内流入を抑制することで筋ジストロフィーの治療を目指す基礎的な研究を開始する予定であった。ところが上述したように我々が見いだしたSTIM1細胞質内ドメイン変異はこれまで考えられていたORAI1の恒常的な活性化によるカルシウムの過剰流入とは異なり、むしろカルシウム流入を減少させるものであった。これらのことから予定されていたモノクローナル抗体の作製は行っていない。またTAM患者からのiPS細胞を作製する計画であるが、倫理申請の遅れから次年度へ持ち越される事となった。このような事情により、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述したように我々はTAM家系において、これまで報告された管腔内ドメイン変異とは異なる細胞質内ドメインSTIM1変異を見いだした。そしてこの病態はそれまで考えられてきたORAI1チャネルの恒常的活性化とは全く異なる機序によることが明らかになってきた。一方で本症において骨格筋に観察される細管集合体（tubular aggregate）の本体は未だよく分かっていない。そこで次年度には細胞質内ドメインSTIM1の遺伝子導入時に細胞内に出現する凝集体様の構造物の電子顕微鏡による観察を行う。これにより患者筋における細管集合体の形成に関する何らかの手掛かりが得られる可能性がある。また患者由来の疾患特異的iPS細胞を作製し、より自然な状態での細胞質内ドメインSTIM1が細胞に及ぼす影響に関して検討を加える。さらに時間の許す範囲でより広汎に筋ジストロフィーの病態においてSTIM1の機能異常が関与していないか検討する。すなわち現在我々は福山型先天性筋ジストロフィーの原因遺伝子fukutinをCRISPR/Cas9により破壊した培養細胞を保有しているので、この細胞を用いてSTIM1 シグナルとカルシウム動態の解析を行う。そしてもしこれら細胞でSTIM1 シグナルを介したカルシウムの過剰流入が明らかとなった場合STIM1 シグナルの阻害薬などによりこの過剰流入の正常化が可能かどうかを検討したい。
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| Causes of Carryover |
TAM患者からのiPS細胞を作製する計画であったが、倫理申請の遅れから次年度へ持ち越される事となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度にiPS細胞培養のための培地やウシ胎児血清、添加薬剤を購入する。
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[Presentation] Tubular aggregate myopathy caused by a novel mutation in the cytoplasmic domain of STIM1.2016
Author(s)
Saito F, Okuma H, Mitsui J, Hara Y, Hatanaka Y, Ikada M, Shimizu T, Matsumura K, Shimizu J, Tsuji S, Sonoo M
Organizer
21st International congress of the World Muscle Society
Place of Presentation
スペイン・グラナダ
Year and Date
2016-10-04 – 2016-10-08
Int'l Joint Research
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