2017 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of pathological threshold in mitochondrial disease patient-derived iPSC model.
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16K19675
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
八幡 直樹 藤田保健衛生大学, 医学部, 助教 (60450607)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / ミトコンドリア / mtDNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアの働きが低下することで発症するミトコンドリア病の中で、ミトコンドリアDNA (=mtDNA)の変異が原因である場合の多くは、１つの細胞の中に正常なmtDNA と変異mtDNA が混在する状態（ヘテロプラスミー）で発症する。
ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様発作症候群(MELAS) はミトコンドリア病の一つで、mtDNA のA3243G, T3271C, G13513Aといった点変異が原因で発症することが知られている。本研究は、mtDNA変異を有するMELAS患者由来iPS細胞を用い、変異mtDNAに由来するミトコンドリア病の病態発症閾値（どの程度変異mtDNAが存在すると病態発症につながるか）を細胞レベルで解析することを目的としている。
本年度は、MELAS-iPS細胞の骨格筋細胞への分化誘導を試みた。PiggyBacトランスポゾンベクターを用いて、骨格筋分化のマスター遺伝子であるMyoD1をTet-Onシステムにより発現誘導できるシステムをMELAS-iPS細胞のゲノムに導入した。得られた正常mtDNAのみのiPS細胞と高い変異mtDNA比率のiPS細胞について、それぞれ胚様体形成による三胚葉への分化能を検討したところ、高い変異mtDNA比率のiPS細胞に関しては分化抵抗性が観察された。これらのiPS細胞にドキシサイクリン（Dox）を投与することにより、骨格筋細胞への分化誘導を試みた。
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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
MELAS-iPS細胞から骨格筋細胞への誘導を行う為に、Dox投与でMyoD1の発現誘導が可能なiPS細胞を作製した。得られた正常mtDNAのみのiPS細胞と高い変異mtDNA比率のiPS細胞について、それぞれ胚様体形成による三胚葉への分化能を検討したところ、高い変異mtDNA比率のiPS細胞に関しては分化抵抗性が観察された。一方、ドキシサイクリン（Dox）を投与することにより、骨格筋細胞への分化誘導を行ったところ、高い変異mtDNA比率のiPS細胞に関しても、短期間でMHC陽性細胞を誘導することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、MELAS-iPS細胞より誘導した骨格筋細胞の解析を行う。さらに、MELAS-iPS細胞の神経系細胞への分化誘導を試みる。
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| Causes of Carryover |
引き続き、iPS細胞の維持、分化誘導、分化誘導細胞の評価に必要な消耗品等に主に使用する予定である。
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