Autophagy-regulating microRNAs in Pompe disease and their therapeutic strategy

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08472
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 福田 冬季子 浜松医科大学, 医学部, 特任教授 (10458268)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ポンペ病 / マイクロRNA / バイオマーカー

Outline of Annual Research Achievements

Pompe病の骨格筋ではライソゾーム内のacid alpha glucosidaseが欠損することにより、autophagyの機能障害が引き起こされることをこれまでの研究で示した。autophagyの機能障害により、autophagyに関連する小胞や本来autophagyによって分解される物質が罹患組織内に蓄積し、Pompe病の進行や治療効果を左右する病態を形成している。本研究ではPompe病の“異常なautophagy”病態に関与していると考えられるmicroRNAのPompe病骨格筋における役割を明らかにし、microRNAを用いた治療を臨床応用へ展開するための研究基盤を確立することを目的としている。
ヒトPompe病骨格筋のmicroRNA発現解析では、autophagyを調整する主要な遺伝子であり、Pompe病骨格筋では過剰発現しているBECN1 を標的とするmiR-30a の発現が低下している可能性が示唆された。また、autophagyとexocytosisを調整する遺伝子であり、Pompe病では過剰発現し、Pompe病の病態を左右する重要な因子である転写因子TFEBを標的とするmiR-128の発現が低下している可能性が示唆された。
Pompe病モデルマウス［Gaa(-/-)］骨格筋におけるmicroRNAの発現解析（網羅的な解析およびリアルタイムPCR）を行い、次に、モデルマウス骨格筋を用い、Pompe病骨格筋で発現の変動が見られたmicroRNA (miR-30aとmiR-128を中心に) のin vitroとin vivoの機能調節実験、標的遺伝子発現解析を実施する計画である。治療標的以外の遺伝子に対する影響も解析する。モデルマウス実験の準備を行った。標的遺伝子発現や免疫組織などの発現解析、治療への影響を解析する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

モデル動物の受け入れ準備に時間を要した。ヒトPompe病においては、骨格筋組織化学、遺伝子解析、欠損酵素活性測定、pseudodeficiencyの除外により、グリコーゲンの蓄積とautophagyの亢進を証明することにより診断未確定の症例を回避することが可能であると考えられた。

Strategy for Future Research Activity

2023年度には、実験動物、microRNA解析（（マイクロアレイおよびリアルタイムPCR）、microRNAの標的遺伝子発現解析のための試薬、microRNA分離試薬、細胞培養のための消耗品、microRNAの機能阻害、およびmimic-miRNA導入、導入効率確認のための試薬、ウイルスベクター、組織化学による病態解析のため、LAMP,RAB,LC3などの免疫組織化学に用いる抗体などの試薬購入に研究費用を用いる計画である。

Causes of Carryover

モデルマウスの受け入れ準備に時間を要したこと、又、新型コロナウイルス感染症による実験の遅延が生じた。