2015 Fiscal Year Research-status Report
ペルオキシソーム病患者幹細胞・疾患モデル生物を用いた発生異常・病態解明と創薬研究
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15K15389
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
下澤 伸行 岐阜大学, 生命科学総合研究支援センター, 教授 (00240797)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ペルオキシソーム / iPS細胞 / ゼブラフィッシュ / ゲノム編集 / Zellweger症候群 / 神経発生異常 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国内唯一のペルオキシソーム病診断拠点を有する申請者が、ペルオキシソーム機能異常と病態との関係を明らかにするために、患者iPS細胞による組織・臓器レベルと、病因遺伝子欠損モデルフィッシュ作成による個体レベルの２つの解析ツールを融合させた斬新な発生異常・病態解明システムを確立し、ペルオキシソーム代謝機能全般を解明して、治療法の開発を目指している。特にZellweger症候群は全てのペルオキシソーム代謝機能が先天的に欠失した究極のペルオキシソーム病で、中枢神経をはじめ全身の臓器に様々な障害を引き起こすが、その病態は不明である。極長鎖脂肪酸やフィタン酸、プラスマローゲンなどのペルオキシソーム代謝異常と病態、発生異常との関連を明確にすることにより、広義のオルガネラ病としての展開が期待される。
27年度の成果として、組織レベルではZellweger症候群患者由来の線維芽細胞よりiPS細胞を樹立し、神経細胞への分化過程での形態異常が明らかになったため、検証実験としてヒト対照細胞より樹立したiPS細胞でゲノム編集技術を用いてペルオキシソーム欠損モデルiPS細胞を作成し、次年度の神経分化による発生異常の実証に繋げる。一方、個体レベルではゲノム編集技術を用いて２系統のペルオキシソーム欠損モデルフィッシュの作成に成功した。さらにペルオキシソーム局在化シグナルにGFPを組み込んだ発現ベクターを導入することにより、生体でペルオキシソームが可視化可能なゼブラフィッシュの作成に成功した。またより広範なペルオキシソーム病患者の診断機能強化を目的に、次世代ペルオキシソーム病診断システムを構築した。
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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
ペルオキシソーム代謝異常と病態との関連を解明するため、組織レベルでのモデル系としてペルオキシソーム欠損症患者由来のiPS細胞を樹立し、神経系に分化して形態異常を確認し、検証のためのゲノム編集技術を用いたモデルiPS細胞も樹立した。また個体レベルでのモデル系としてゲノム編集技術を用いたペルオキシソーム欠損モデルフィッシュの作成、生体レベルで観察可能なペルオキシソーム可視化ゼブラフィッシュの作成にも成功した。さらに患者診断機能を強化した次世代ペルオキシソーム病診断システムを構築した。以上の患者および疾患モデル系を確立したことにより次年度以降の病態解析に繋げることが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
組織レベルの解析としては、H27年度の研究成果の検証に引き続き、極長鎖脂肪酸やプラスマローゲンが単独に異常を来すペルオキシソーム病患者iPS細胞を樹立し、神経系細胞を分化誘導してペルオキシソーム代謝産物と遺伝子発現解析を行い、対照、Zellweger症候群患者iPS細胞の解析結果とも比較して、個々のペルオキシソーム代謝異常と神経発生異常や脱髄との関連を明らかにする。
個体レベルの解析としては、極長鎖脂肪酸やプラスマローゲンが単独に異常を来すモデルフィッシュを作製して、ヒト欠損症とphenotypeを比較し、代謝産物の測定や遺伝子発現解析を行う。さらにダブル欠損や臓器特異的欠損フィッシュを作製して、個々のペルオキシソーム代謝異常と病態との関連を検証する。また予めペルオキシソームを可視化した野生型ゼブラフィッシュを用いて、正常発生過程におけるペルオキシソームの動態を観察するとともに、その個体からペルオキシソーム欠損フィッシュを作成し、発生過程におけるペルオキシソームの役割を明らかにする。さらに野生型ゼブラフィッシュの卵黄内にペルオキシソーム病で蓄積する極長鎖脂肪酸やフィタン酸を注入し、代謝産物の蓄積と病態との関連を解明する。
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| Causes of Carryover |
ペルオキシソーム病モデルiPS細胞とモデルフィッシュの作製において、当初、各病型のモデルを作成予定であったが、最初に作製した極型のペルオキシソーム形成異常症モデルの解析が順調に進捗したため、他の病型のモデル作製が次年度に先送りされたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降はペルオキシソーム形成異常症モデルiPS細胞、およびモデルフィッシュをペルオキシソーム病プロトタイプとして解析するとともに、当初から予定された各病型のペルオキシソーム病モデルを作製して比較するため、その物品費、人件費に使用する計画である。
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Research Products
(5 results)
