The drug screening for individuals of Marfan syndrome using the in vitro vascular cell model made from patient-derived iPS cells

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08772
• Research Institution: Osaka Medical College
• Principal Investigator: 大門 雅広 大阪医科大学, 医学部, 准教授 (20388268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神吉 佐智子 大阪医科大学, 医学部, 助教 (40411350) ; 渡邊 房男 大阪医科大学, 医学部, 准教授 (40183719) ; 友田 紀一郎 大阪医科大学, 医学部, 講師 (50362843)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大動脈解離 / マルファン症候群 / 稀少難病 / iPS細胞 / ドラッグ・リポジショニング

Outline of Annual Research Achievements

若年期に致命的な大動脈解離や大動脈瘤破裂を発症するマルファン症候群と類縁結合織疾患において、現在のところ確実に生命予後を改善するのは解離発症前の人工血管置換手術のみである。患者（家系）ごとに発症様式が異なり、治療介入の時期と方法に関して苦慮する場合が多い。マルファン症候群の原因遺伝子FBN1は230kbからなる巨大な遺伝子で、変異は全エクソンにわたり、ナンセンス変異やフレームシフトによるアミノ酸の挿入・欠失や、システイン基の欠失や挿入を生じるミスセンス変異が報告されている。この遺伝子変異の多様さが患者ごとに発症様式が異なる原因であると考えられる。そこで本研究では、FBN1遺伝子変異を有するマルファン症候群患者の血管平滑筋細胞もしくは末梢血単核球細胞からiPS細胞を経由して誘導した血管平滑筋細胞培養系を用い、マルファン症候群の大動脈でみられる病態を再現し(血管細胞モデル)、既知の化合物ライブラリーのスクリーニングを行うことで、各患者の大動脈脆弱性発症機作の詳細な解析とオーダーメイド治療標的の同定を行う。
大動脈脆弱性を有する家系の患者の研究参加を要するため、まず本年度は大阪医科大学研究倫理委員会（ゲノム）で遺伝子解析研究とiPS細胞樹立の承認を得た。同意の得られている患者から手術時に大動脈壁を採取し血管平滑筋細胞培養を試みたが困難であった。そのため、iPS細胞樹立から血管平滑筋細胞に分化誘導しex vivoでの血管構造構築が必要である。1名の患者から末梢血を採取し、遺伝子解析とiPS細胞の樹立を試みている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究倫理委員会での承認を得、患者のリクルートも順調に進んでいる。iPS細胞樹立には時間を要し、患者1名あたり3か月を要する見込みである。

Strategy for Future Research Activity

患者由来iPS細胞の樹立後、Neural crestを介して血管平滑筋細胞に分化誘導を行う。血管平滑筋の細胞外マトリクス分泌量の定量による血管脆弱性の評価方法について確立する。

Causes of Carryover

本年度は倫理委員会申請と研究協力体制の構築、基本手技の修得を行ったため、研究費の使用は限定的であった。次年度は患者由来白血球からiPS細胞を樹立し、in vitroでの血管環境を構築するため次年度使用額を充てる計画である。