Elucidating the pathogenesis of Fuchs corneal dystrophy using disease iPSCs

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K11300
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 榛村 重人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (00235780)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 房木 ノエミ 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 研究員 (40278635) [Withdrawn] ; 羽藤 晋 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (70327542)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: フックス角膜変性症 / iPS細胞

Outline of Annual Research Achievements

Fuchs角膜内皮変性症(FCD: Fuchs corneal dystrophy)は滴状角膜という特徴的所見を伴い、原発性に角膜内皮が障害され、加齢と ともに進行性に内皮細胞数の減少をきたし浮腫性の角膜混濁(水疱性角膜症)をきたす角膜内皮ジストロフィの一つである。病因の詳細は明らかになっていない。本研究では、疾患患者6名から採血を行い、iPS細胞を樹立し、神経堤細胞(NCC;Neural Crest Cells)へまず誘導後 に、角膜内皮細胞へと分化誘導を行った。遺伝子解析の結果、3人の日本人においてTCF4 (rs17089925), (rs17089887), CLU (rs3087554) の3箇所にSNPs変異を認め、1人のオランダ人に おいてTCF4 (rs613872), (rs2286812)の2箇所にSNPs変異を認めた。本年は日本人の変異株から角膜内皮を誘導し、分化状態および疾患表現型の評価を行った。
誘導角膜内皮の分化マーカーに関してはオランダ人株でpItx2の発現が低いなど分化抵抗性の傾向をみとめた。いずれの内皮細胞も免疫組織学的検討ではZO1を染色し、tight junctionの形成を確認した。小胞体ストレスの発現の検証においては、TCF4変異を有するFE CD-iPS由来角膜内皮細胞(F-CEC)と健常人iPS由来角膜内皮細胞(C-CEC)を比較したreal time PCR解析から、F-CECにおいてオランダ人株においても、日本人株においても小胞体ストレスマーカーCHOP, GRP78, XBP1の増加を検出した。これらに関してreal time PCR法を追試し、F-CECではC-CECと比較し、C HOPは約15倍の発現増加を認め(p<0.01)。さらに疾患表現型に関連するCLU分子の発現はいずれも疾患株で上昇していた。疾患表現型をレスキューするドラッグスクリーニングに現在着手している。