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2017 Fiscal Year Research-status Report

iPS細胞と遺伝子改変技術を用いたGorlin症候群の病態解析と治療法の開発

Research Project

Project/Area Number 17K10061
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

宮下 俊之  北里大学, 医学部, 教授 (60174182)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords母斑基底細胞癌症候群 / iPS細胞 / CRISPR/Cas9 システム
Outline of Annual Research Achievements

母斑基底細胞癌症候群 (NBCCS) は小奇形と歯原性腫瘍、基底細胞癌、髄芽腫などの腫瘍の好発を特徴とする常染色体優性遺伝性疾患である。上記腫瘍に対する新たな薬剤の開発と、その基盤となるNBCCSモデル細胞の確立を目的として、NBCCS由来iPS細胞を樹立し、遺伝子編集により残る正常アレルを破壊した細胞を作製しそれらの細胞生物学的特性を解析した。NBCCS患者由来iPS細胞(PTCH1+/- iPSCs)にCRISPR/Cas9発現ベクターを導入してクローンを単離後、患者由来の変異アレルに加えて、残存する正常アレルにも変異を生じたiPS細胞を得た(PTCH1-/- iPSCs)。作製したiPS細胞について増殖能と、Hhシグナル伝達系標的遺伝子の発現量を解析した。また、これらのiPS細胞を免疫不全マウスの皮下に移植して得られた奇形腫について病理組織学的な解析を行った。PTCH1-/- iPSCsではPTCH1+/- iPSCsと比べて増殖速度が増加した。また、PTCH1-/- iPSCsはPTCH1+/- iPSCsよりもPTCH1、GLI1、HHIP1などのHhシグナル伝達系標的遺伝子の発現量が上昇していた。これらのことから、作製した iPS細胞ではPTCH1両アレルを欠損することでHhシグナル伝達系が亢進し、GLIが恒常的に活性化していると考えられた。作製したPTCH1-/- iPSCsを免疫不全マウスに移植して得られた奇形腫はPTCH1+/- iPSCsから形成した奇形腫に比して成熟した組織が減少しており、未熟型であった。さらに、PTCH1+/- iPSCsから形成した奇形腫に比べて神経系細胞などの外胚葉組織を多く含み、骨などの中胚葉組織が小さいといった特徴が認められたことから、今回得られた奇形腫では外胚葉への分化が誘導されていたことが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

比較的容易にPTCH1-/- iPSCsを作製することができた。それによりこの細胞の細胞生物学的特性と、免疫不全マウスに移植して生ずる奇形腫の解析まで進むことができた。

Strategy for Future Research Activity

解析する奇形腫の数を増やしてより信頼性の高い結果を得る。
一方iPS細胞を神経幹細胞、皮膚幹細胞に分化させた後免疫不全マウスに移植してNBCCSで生ずる腫瘍をより効率よく再現できないかを検討する。

Causes of Carryover

次年度iPS細胞の作製と培養に多額の物品費が見込まれるため次年度使用額を残した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] L-leucine and SPNS1 coordinately ameliorate dysfunction of autophagy in mouse and human Niemann-Pick type C disease2017

    • Author(s)
      Yanagisawa Hiroko、Ishii Tomohiro、Endo Kentaro、Kawakami Emiko、Nagao Kazuaki、Miyashita Toshiyuki、Akiyama Keiko、Watabe Kazuhiko、Komatsu Masaaki、Yamamoto Daisuke、Eto Yoshikatsu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-15305-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Somatic mosaicism containing double mutations inPTCH1revealed by generation of induced pluripotent stem cells from nevoid basal cell carcinoma syndrome2017

    • Author(s)
      Ikemoto Yu、Takayama Yoshinaga、Fujii Katsunori、Masuda Mokuri、Kato Chise、Hatsuse Hiromi、Fujitani Kazuko、Nagao Kazuaki、Kameyama Kohzoh、Ikehara Hajime、Toyoda Masashi、Umezawa Akihiro、Miyashita Toshiyuki
    • Journal Title

      Journal of Medical Genetics

      Volume: 54 Pages: 579~584

    • DOI

      10.1136/jmedgenet-2016-104490

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brain morphology in children with nevoid basal cell carcinoma syndrome2017

    • Author(s)
      Shiohama Tadashi、Fujii Katsunori、Miyashita Toshiyuki、Mizuochi Hiromi、Uchikawa Hideki、Shimojo Naoki
    • Journal Title

      American Journal of Medical Genetics Part A

      Volume: 173 Pages: 946~952

    • DOI

      10.1002/ajmg.a.38115

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The serine 106 residue within the N-terminal transactivation domain is crucial for Oct4 function in mice2017

    • Author(s)
      Mitani Atsushi、Fukuda Atsushi、Miyashita Toshiyuki、Umezawa Akihiro、Akutsu Hidenori
    • Journal Title

      Zygote

      Volume: 25 Pages: 197~204

    • DOI

      10.1017/S0967199417000053

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] MicroRNA analysis in dermal fibroblasts derived from Gorlin syndrome patients2017

    • Author(s)
      Shiohama, T. Fujii, K. Takatani, T. Miyashita, T. Ikehara, H. Fujita, M. Fukuhara, T. Shimojo, N.
    • Organizer
      第59回小児神経学会総会
  • [Presentation] 疾患特異的iPS細胞の解析を契機に発見された母斑基底細胞癌症候群のモザイク症例2017

    • Author(s)
      宮下 俊之、高山吉永、藤井 克則、梅澤 明弘
    • Organizer
      第23回日本家族性腫瘍学会学術集会
  • [Presentation] 母斑基底細胞癌症候群患者由来のiPS細胞に見いだされたPTCH1遺伝子の体細胞モザイク変異2017

    • Author(s)
      高山吉永、長尾 和右、宮下 俊之、藤井 克則
    • Organizer
      第76回日本癌学会学術総会
  • [Presentation] Gorlin症候群責任遺伝子PTCH1のディープシークエンス解析2017

    • Author(s)
      増田 木理、兼友裕大、高山吉永、初瀬洋美、藤谷和子、長尾 和右、亀山 孝三、藤井 克則、宮下 俊之
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] CRISPR/Cas9システムを用いたNBCCS疾患モデルiPS細胞の作製2017

    • Author(s)
      荒井佑斗、加藤千勢、長尾和右、初瀬洋美、高山吉永、亀山孝三、梅澤 明弘、藤井 克則、宮下 俊之
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
  • [Remarks] NBCCS mutations found in our laboratoty

    • URL

      http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~molgen/sub10.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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