Generating a cancer model using CRISPR/Cas9 system

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K07205
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 長尾 和右 北里大学, 医学部, 講師 (60392487)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: NBCCS / iPS細胞 / CRISPR/Cas9 / 髄芽腫 / PTCH1

Outline of Annual Research Achievements

本研究では高発癌を特徴としPTCH1を疾患責任遺伝子とする優性遺伝病である母斑基底細胞癌症候群（NBCCS）症例由来細胞に対して、残存しているPTCH1正常アレルに遺伝子編集ツールであるCRISPR/Cas9システムを利用してセカンドヒットに相当する変異を導入したiPS細胞を作製し、マウスに移植後腫瘍形成能を解析することを目的とした。
昨年度までに複数症例のNBCCS症例に由来するiPS細胞に対してCRISPR/Cas9システムを用いて遺伝子編集を行ったiPS細胞株を複数樹立し、これらのiPS細胞株でソニックヘッジホッグシグナル伝達系が更新していることを確認した。さらにこれらのiPS細胞株を免疫不全マウスの皮下に移植することによって形成された奇形腫をホルムアルデヒド固定パラフィン包埋後に薄切し、ヘマトキシリン/エオジン（HE）染色法、および免疫組織化学法（IHC法）によりPTCH1遺伝子の両アリルが変異したiPS細胞から形成された奇形腫では正常PTCH1遺伝子を有するiPS細胞から形成された奇形腫とは異なり外胚葉系列の細胞がその大部分を占めていることを明らかにした。
本年度はこれらの奇形腫をさらに解析した。NBCCS患者由来iPS細胞から形成された奇形腫およびPTCH1遺伝子の両アリルに変異を持つiPS細胞から形成された奇形腫でHE法とSynaptophysin、Tuj-1などの髄芽腫マーカーに対するICH法を用いて解析したところ、共に髄芽腫が認められたが、PTCH1遺伝子の両アリルに変異を持つiPS細胞から形成された奇形腫では髄芽腫の占める割合が高いことが明らかとなった。一方で髄芽腫と同様にNBCCSで好発する腫瘍の一つである基底細胞癌はいずれの奇形腫にも認められなかった。