Analysis of pathophysiology of skewed X-chromosome inactivation in female patients with X-linked recessive hereditary disease using iPS cells

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K09655
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 高田 英俊 九州大学, 医学研究院, 教授 (70294931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石村 匡崇 九州大学, 医学研究院, 助教 (10448417) ; 田中 珠美 九州大学, 医学研究院, 学術研究員 (60423547)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: X染色体不活化 / X連鎖劣性遺伝性疾患 / X連鎖無ガンマグロブリン血症 / Wiskott-Aldrich症候群 / iPS細胞

Outline of Annual Research Achievements

通常女性では、2つあるX染色体の1つがrandomに不活化されるためX連鎖劣性遺伝性疾患は、女性には通常発症しない。さらに、リンパ球系細胞やその前駆細胞に関連する疾患では、X染色体の不活化の偏りがある程度あっても、遺伝子異常のない側のX染色体が不活化されていない細胞が少しでもあれば、それが増殖して分化するため、リンパ球系細胞の異常をきたす疾患は、女性には発症しないと考えられてきた。しかし我々は、女性のXLA、WAS患者を同定し、患者ではX染色体の不活化が1つのX染色体に偏倚していることを明らかにした。このX染色体不活化異常のメカニズムをiPS細胞を用いて解明すること、及びX染色体不活化異常を修正する薬剤開発を行うことを目的として研究を行った。まず、iPS細胞に2種類の蛍光を発する遺伝子を組み込むことによって、簡単にフローサイトメーターでX染色体不活化を評価するシステムを開発した。これをX染色体不活化異常を修正する薬剤のスクリーニング法に応用する研究を行った。また、新たな治療法として、片方のX染色体に致死的な遺伝子変異をsite-specificに導入する方法を試みた。HD-Ad.AAVベクターを用いて、目的の部位に遺伝子変異を誘導することができた。その遺伝子導入効率を向上させるために、CRISPR-Cas9システムを導入し、組み換えCas9タンパクを使用したり、オフターゲット効果をなくすような薬剤を使用して、正確かつ高率に遺伝子導入を達成することができた。女性XLA患者および女性WAS患者のX染色体不活化偏倚の原因を解明するために、患者さんの染色体解析および全エキソンを解析を行ったが、細胞の生存に必須な遺伝子異常などは見られなかった。さらに、X染色体不活化に関連する領域であるXCI領域にも異常を認めなかった。これを踏まえてX染色体を含めた全遺伝子の全ゲノム解析を行った。

Research Products

• [Journal Article] Nontuberculous mycobacteria-associated hemophagocytic lymphohistiocytosis in MonoMAC syndrome. (2018)
  • Author(s): Eguchi K, Ishimura M, Sonoda M, Ono H, Shiraishi A, Kanno S, Koga Y, Takada H, Ohga S.
  • Journal Title: Pediatr Blood Cancer Volume: Mar 1 Pages: in press
  • DOI: 10.1002/pbc.27017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clarithromycin Plus Intravenous Immunoglobulin Therapy Can Reduce the Relapse Rate of Kawasaki Disease: A Phase 2, Open-Label, Randomized Control Study. (2018)
  • Author(s): Nanishi E, Nishio H, Takada H, Yamamura K, Fukazawa M, Furuno K, Mizuno Y, Saigo K, Kadoya R, Ohbuchi N, Onoe Y, Yamashita H, Nakayama H, Hara T, Ohno T, Takahashi Y, Hatae K, Harada T, Shimose T, Kishimoto J, Ohga S, Hara T.
  • Journal Title: J Am Heart Assoc Volume: Jul 6 Pages: pii: e005370
  • DOI: 10.1161/JAHA.116.005370
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-term safety and efficacy of canakinumab in cryopyrin-associated periodic syndrome: results from an open-label, phase III pivotal study in Japanese patients. (2017)
  • Author(s): Yokota S, Imagawa T, Nishikomori R, Takada H, Abrams K, Lheritier K, Heike T, Hara T.
  • Journal Title: Clin Exp Rheumatol Volume: Nov-Dec;35 Suppl 108(6) Pages: 19-26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Flow cytometry-based diagnosis of primary immunodeficiency diseases. (2017)
  • Author(s): Kanegane H, Hoshino A, Okano T, Yasumi T, Wada T, Takada H, Okada S, Yamashita M, Yeh TW, Nishikomori R, Takagi M, Imai K, Ochs HD, Morio T.
  • Journal Title: Allergol Int Volume: Jul 3. pii: S1323-8930(17) Pages: 30067-9
  • DOI: 10.1016/j.alit.2017.06.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calcineurin inhibitors exacerbate coronary arteritis via the MyD88 signalling pathway in a murine model of Kawasaki disease. (2017)
  • Author(s): Murata K, Motomura Y, Tanaka T, Kanno S, Yano T, Onimaru M, Shimoyama A, Nishio H, Sakai Y, Oh-Hora M, Hara H, Fukase K, Takada H, Masuda S, Ohga S, Yamasaki S, Hara T.
  • Journal Title: Clin Exp Immunol Volume: Oct;190(1) Pages: 54-67
  • DOI: 10.1111/cei.13002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alanine-scanning mutagenesis of human signal transducer and activator of transcription 1 to estimate loss- or gain-of-function variants. (2017)
  • Author(s): Kagawa R, Fujiki R, Tsumura M, Sakata S, Nishimura S, Itan Y, Kong XF, Kato Z, Ohnishi H, Hirata O, Saito S, Ikeda M, El Baghdadi J, Bousfiha A, Fujiwara K, Oleastro M, Yancoski J, Perez L, Danielian S, Ailal F, Takada H, Hara T, Puel A, Boisson-Dupuis S, Bustamante J, Casanova JL, Ohara O, Okada S, Kobayashi M
  • Journal Title: J Allergy Clin Immunol Volume: Jul;140(1) Pages: 232-241
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2016.09.035
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CD57+ CTL degranulation assay provides sensitive and specific detection of FHL3 patients. (2017)
  • Author(s): Hori M, Yasumi T, Shimodera S, Shibata H, Hiejima E, Izawa K, Oda H, Ishimura M, Nakano N, Shirakawa R, Nishikomori R, Takada H, Horiuchi H, Ohara O, Ishii E, Heike T
  • Journal Title: J Clin Immunol Volume: 37 Pages: 92-99
  • DOI: 10.1007/s10875-016-0357-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A heterozygous dominant-negative mutation in the coiled-coil domain of STAT1 is the cause of autosomal-dominant mendelian susceptibility to Mycobacterial disease. (2017)
  • Author(s): Ueki M, Yamada M, Ito K, Tozawa Y, Morino S, Horikoshi Y, Takada H, Abdrabou SSMA, Takezaki S, Kobayashi I, Ariga T.
  • Journal Title: J Clin Immunol Volume: 174 Pages: 24-31
  • DOI: 10.1016/j.clim.2016.11.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activated phosphoinositide 3-kinase δ syndrome presenting with gut-associated T-cell lymphoproliferative disease. (2017)
  • Author(s): Teranishi H, Ishimura M, Koga Y, Eguchi K, Sonoda M, Kobayashi T, Shiraishi S, Nakashima K, Ikegami K, Aman M, Yamamoto H, Takada H, Ohga S
  • Journal Title: Rinsho Ketsueki Volume: 58(1) Pages: 20-25
  • DOI: 10.11406/rinketsu.58.20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of teicoplanin trough values after the recommended loading dose in children with associated safety analysis. (2017)
  • Author(s): Yamada T, Kubota T, Yonezawa M, Nishio H, Kanno S, Yano T, Kobayashi D, Egashira N, Takada H, Hara T, Masuda S
  • Journal Title: Pediatr Infect Dis J Volume: Apr;36(4) Pages: 398-400
  • DOI: 10.1097/INF.0000000000001456
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 原発性免疫不全成人症例診療の問題点 (2017)
  • Author(s): 高田英俊
  • Journal Title: 小児感染免疫 Volume: 29 (2) Pages: 177-182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 日本小児感染症学会推薦総説. 感染症と原発性免疫不全症 (2017)
  • Author(s): 高田英俊
  • Journal Title: 日本小児科学会雑誌 Volume: 121 (10) Pages: 1654-1661
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 原発性免疫不全症に対する造血幹細胞移植 (2017)
  • Author(s): 高田英俊
  • Journal Title: 血液内科 Volume: 75 (4) Pages: 522-528
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Insufficient immune reconstitution after allogeneic cord blood transplantation without chemotherapy conditioning in patients with severe combined immunodeficiency caused by CD3δ deficiency (2017)
  • Author(s): Takada H, Ishimura M, Ohga S, Hara T
  • Organizer: 13th Asian Society for Pediatric Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Insufficient immune reconstitution after allogeneic cord blood transplantation without chemotherapy conditioning in patients with severe combined immunodeficiency caused by CD3δ deficiency (2017)
  • Author(s): Takada H, Ishimura M, Toshiro Hara
  • Organizer: The 8th Japanese Society of Hematology International Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BTK gene targeting by homologous recombination using a helper-dependent adenovirus/adeno-associated virus hybrid vector and CRISPR/Cas9 system. (2017)
  • Author(s): Yamamoto H, Takada H, Ishimura M, Ochiai M, Hara T, Ohga S.
  • Organizer: The 8th Japanese Society of Hematology International Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Defects in innate immunity and acquired immunity in humans and immunoglobulin therapy. (2017)
  • Author(s): Takada H
  • Organizer: The 46th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology.
  • Invited
• [Presentation] 免疫不全症患者への予防接種. (2017)
  • Author(s): 高田英俊
  • Organizer: 第21回日本ワクチン学会
  • Invited