Development of curative therapy for polyglutamine disease by CAG repeat genome engineering

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K19465
• Research Institution: Aichi Medical University
• Principal Investigator: 岡田 洋平 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (30383714)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Keywords: ゲノム編集 / 神経変性疾患 / ポリグルタミン病 / 根治的治療法

Outline of Annual Research Achievements

CRISPR/Cas9を用いて、SBMA患者由来iPS細胞において異常伸長したCAGリピートを短縮したノックイン株を樹立した（AR50Q→AR24Q）。G418選択、およびPuromycin選択でノックイン株を取得し、さらに薬剤カセット除去後のクローンを作成した。得られたゲノム編集株において、編集したゲノムの配列解析と核型解析をによる品質評価と、RT-PCRおよびウェスタンブロッティングによる正常ARの発現確認を行った。また、iPS細胞から運動ニューロンへと分化誘導し、表現型のレスキューを解析している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

G418およびPuromycinによる薬剤選択により得られたクローンにおいて、薬剤選択カセット除去後のゲノム配列の確認と正常ARの発現解析、および運動ニューロンへの分化誘導による表現型解析に時間がかかっており、当初の予定よりやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

SBMA疾患特異的iPS細胞のゲノム編集では、薬剤選択カセット除去後のクローンを運動ニューロンへと分化誘導して解析を進めているが、樹立した株数や品質が十分とは言えず、追加のクローン取得を進めている。

Causes of Carryover

効率的な研究費の使用により、次年度使用額が生じた。翌年度分と合わせて、実験試薬や実験器具等の消耗品の購入、研究技術員の雇用等に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Two distinct mechanisms of neuropathy in immunoglobulin light chain (AL) amyloidosis (2021)
  • Author(s): Koike H, Mouria N, Fukamia Y, Iijima M, Matsuo K, Yagi N, Saito A, Nakamura H, Takahashi K, Nakae Y, Okada Y, Tanaka F, Sobue G, Katsuno M
  • Journal Title: Commun Biol. Volume: 421 Pages: 117305
  • DOI: 10.1016/j.jns.2020.117305.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modulation of oxygen tension, acidosis, and cell density is crucial for neural differentiation of human induced pluripotent stem cells. (2021)
  • Author(s): Okada R, Onodera K, Ito T, Doyu M, Okano HJ, Okada Y
  • Journal Title: Neurosci. Res. Volume: 153 Pages: 34-42
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.01.015.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A multi-ethnic meta-analysis identifies novel genes, including ACSL5, associated with amyotrophic lateral sclerosis. (2020)
  • Author(s): Nakamura R, Misawa K, Tohnai G, Nakatochi M, Furuhashi S, Atsuta N, Hayashi N, Yokoi D, Watanabe H, Watanabe H, Katsuno M, Izumi Y, Kanai K, Hattori N, Morita M, Taniguchi A, Kano O, Oda M, Shibuya K, Kuwabara S, Suzuki N, Aoki M, Ohta Y, Yamashita T, Abe K, Hashimoto R, Aiba I, Okada Y, Nagasaki M, Sobue G. et al.,
  • Journal Title: Commun Biol. Volume: 23 Pages: 526
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01251-2.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] n vitro model of human skeletal muscle tissues with contractility fabricated by immortalized human myogenic cells. (2020)
  • Author(s): Nagashima T, Hadiwidjaja S, Ohsumi S, Murata A, Hisada T, Kato R, Okada Y, Honda H, Shimizu K
  • Journal Title: Adv Biosyst. Volume: 11 Pages: e2000121
  • DOI: 10.1002/adbi.202000121.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 疾患iPS細胞を用いた運動ニューロン疾患の病態解明と治療開発 (2020)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 第19回日本再生医療学会総会
  • Invited
• [Presentation] 末梢神経障害の機能再建におけるヒトiPS細胞の可能性と問題点 (2020)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 第31回日本末梢神経学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経・筋病態の解明 (2020)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 第6回日本筋学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] Drug screening for early pathology of SBMA using disease specific iPSCs and novel biomarkers (2020)
  • Author(s): エルクラノ ブルーノ、小野寺一成、伊藤卓治、下門大祐、岡田梨奈、勝野雅央、道勇学、祖父江元、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第19回日本再生医療学会
• [Presentation] 疾患iPS細胞による神経・筋共培養を活用した神経変性疾患の病態解析 (2020)
  • Author(s): 伊藤卓治、小野寺一成、下門大祐、田中智史、岡田梨奈、ラシッド ムハンマド イルファヌール、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第19回日本再生医療学会
• [Presentation] Efficient and reproducible skeletal muscle differentiation from iPSCs for muscular diseases modeling (2020)
  • Author(s): ラシッド ムハンマド イルファヌール、伊藤卓治、小野寺一成、道勇学、岡田洋平
  • Organizer: 第19回日本再生医療学会
• [Presentation] Elucidation of early pathophysiology of spinal-bulbar muscular atrophy using disease- specific iPSCs. (2020)
  • Author(s): Onodera K， Shimojo D，Yoda M, Ishihara Y， Ota A, Yano M, Miya F, Rashid MI, Ito T, Okada R, Tsunodna T, Hosokawa Y, Doyu M，Katsuno M， Okano H， Sobue G， Okada Y.
  • Organizer: 第61回日本神経学会学術大会