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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a novel gene therapy method via CRISPR/Cas9 mediated in vivo genome editing

Research Project

Project/Area Number 15K18330
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

今野 歩  群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords遺伝子治療
Outline of Annual Research Achievements

CRISPR/Cas9を用いたin vivoゲノム編集を介した遺伝子治療法を実践するために、脊髄小脳失調症1型(SCA1)のモデルマウスであるB05を対象とした治療実験を行った。まず、当初の計画通り、化膿連鎖球菌由来のSpCas9を用いて実施し、治療効果をRotarodによって追跡した。しかしながら、治療効果は確認できなかった。SpCas9は遺伝子サイズが大きく、プロモーターとSpCas9のみで、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターのパッケージング限界に極めて近いサイズとなってしまう。このため、発現を安定化させるためのWPRE配列等を付加できない事から、SpCas9の発現量が極めて低いことが予想された。実際、免疫染色でSpCas9の発現を確認したところ、ほぼ発現がみられない事が明らかとなった。
このため、近年報告された遺伝子サイズの小さい黄色ブドウ球菌由来のSaCas9を使用した治療実験を実施することとした。SaCas9はSpCas9とPAM配列が異なるため、最適なgRNAの再選定を行い、再度AAVベクターを作成した。これを用いてB05を対象としたin vivo ノックアウトによる遺伝子治療を試みたが、治療効果が認められなかった。また、治療を試みたマウスからゲノムDNAを抽出し、ゲノムシークエンスを実施したが、期待された領域に対するゲノム編集は確認できなかった。現在、トリプルCRISPR法(Sunagawa et al., 2016)などの導入により、ゲノム編集効率を上げる事などを検討中である。
本研究そのもに対する成果は現状では得られていないが、一方で、29年度の研究期間中にAAVを用いた関連研究計6報を国際誌に報告した。

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Oxford(United Kingdom)

    • Country Name
      United Kingdom
    • Counterpart Institution
      University of Oxford
  • [Int'l Joint Research] Trustees of Dartmouth College/University Tenessee/Max Planck Florida Institute(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Trustees of Dartmouth College/University Tenessee/Max Planck Florida Institute
  • [Journal Article] Intravenous administration of the adeno-associated virus-PHP.B capsid fails to upregulate transduction efficiency in the marmoset brain2018

    • Author(s)
      Matsuzaki Yasunori、Konno Ayumu、Mochizuki Ryuta、Shinohara Yoichiro、Nitta Keisuke、Okada Yukihiro、Hirai Hirokazu
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 665 Pages: 182~188

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2017.11.049

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elavl3 is essential for the maintenance of Purkinje neuron axons2018

    • Author(s)
      Ogawa Yuki、Kakumoto Kyoko、Yoshida Tetsu、Kuwako Ken-ichiro、Miyazaki Taisuke、Yamaguchi Junji、Konno Ayumu、Hata Junichi、Uchiyama Yasuo、Hirai Hirokazu、Watanabe Masahiko、Darnell Robert B.、Okano Hideyuki、Okano Hirotaka James
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 2722

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21130-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Viral Vector-Based Evaluation of Regulatory Regions in the Neuron-Specific Enolase (NSE) Promoter in Mouse Cerebellum In Vivo2017

    • Author(s)
      Shinohara Yoichiro、Ohtani Toshinori、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
    • Journal Title

      The Cerebellum

      Volume: 16 Pages: 913~922

    • DOI

      10.1007/s12311-017-0866-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Red fluorescent protein-based cAMP indicator applicable to optogenetics and in vivo imaging2017

    • Author(s)
      Harada Kazuki、Ito Motoki、Wang Xiaowen、Tanaka Mika、Wongso Devina、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Hirase Hajime、Tsuboi Takashi、Kitaguchi Tetsuya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 7351

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07820-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Minimal Purkinje Cell-Specific PCP2/L7 Promoter Virally Available for Rodents and Non-human Primates2017

    • Author(s)
      Nitta Keisuke、Matsuzaki Yasunori、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
    • Journal Title

      Molecular Therapy - Methods & Clinical Development

      Volume: 6 Pages: 159~170

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.omtm.2017.07.006

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulatory connection between the expression level of classical protein kinase C and pruning of climbing fibers from cerebellar Purkinje cells2017

    • Author(s)
      Takahashi Nobutaka、Shuvaev Anton N.、Konno Ayumu、Matsuzaki Yasunori、Watanave Masashi、Hirai Hirokazu
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: 143 Pages: 660~670

    • DOI

      10.1111/jnc.14239

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] In vivo evaluation of the shortened-WPRE in the cerebellum2017

    • Author(s)
      Ayumu Konno, Kazuma Hachisu, Hirokazu Hirai
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] アデノ随伴ウイルスによる遺伝子導入を介したリピート病モデル動物の作出と治療法の開発2017

    • Author(s)
      今野 歩, 渡邊 将, 星野 千秋, 篠原 洋一郎, 松﨑 泰教, 平井 宏和
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [Remarks] 群馬大学大学院医学系研究科脳神経再生医学Web site

    • URL

      http://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/

  • [Remarks] 赤色 cAMP 可視化蛍光タンパク質センサーの開発

    • URL

      http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/files/20170810pressrelease.pdf

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-06-07  

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