2018 Fiscal Year Research-status Report
ヒトiPS細胞技術を用いたミオチュブラーミオパチーの病態解明
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18K15449
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤原 慧 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (40817219)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | X連鎖性ミオチュブラーミオパチー / オートファゴソーム / 骨格筋幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X連鎖性ミオチュブラーミオパチー(XLMTM)は先天的に骨格筋が侵され重症型では生後すぐに呼吸筋麻痺で死に至る重篤な疾患である。しかしながら現在のところ有効な治療法は存在せず、治療薬の開発が急務であると考えられる。我々は患者iPS細胞からMyoDという骨格筋特異的転写因子を発現させ、骨格筋細胞を誘導した。その結果、患者iPS細胞から作成した骨格筋細胞は、健常iPS細胞から作成したそれと比較して有意にオートファゴソームが増加しており、これが本疾患の重要な分子病態であると考え解析を進めようとしてきた。
ヒトiPS細胞では細胞クローン間でゲノム情報のばらつきが認められるため、①疾患株の遺伝子修復クローン、もしくは②健常株のターゲット遺伝子ノックアウトクローンを作製し、オートファゴソームの増加という現象が疾患特異的なものかを判定する必要がある。平成30年度は②の健常株からのターゲット遺伝子ノックアウトクローンを作製し、オートファゴソームの増加に関して検討した。その結果、疾患由来の骨格筋細胞ではオートファゴソームが有意に増加していたものの、その増加率はごくわずかであり、オートファジー過剰が本疾患の責任病態と考えるのは不十分であると考えられた。
そこで、我々はMyoDを強制発現させて骨格筋を作成する方法ではなく、ヒトiPS細胞にさまざまな小分子を添加して骨格筋幹細胞を作製し、これを用いて骨格筋細胞を分化させる方法に切り替えることとした。分化培地の組成を工夫することで非常に高効率に骨格筋細胞を分化させることに成功し、この方法で健常由来iPS細胞、患者由来iPS細胞から骨格筋細胞を誘導した。その結果M患者iPS細胞由来の骨格筋細胞は健常由来の骨格筋細胞と比較して非常に狭小であり、これがヒトiPS細胞を用いて再現しうる本疾患の有効な表現型ではないかと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初オートファゴソームの増加が本疾患の責任病態であると考えていた。しかしながらターゲット遺伝子のノックアウトクローンを作製して評価を行ったところ、オートファゴソームの増加はわずかであり、本疾患の病態を説明するには不十分であると考えられた。
そこで、骨格筋幹細胞をベースとする新しい骨格筋細胞の誘導系を確立し、患者iPS細胞由来の骨格筋細胞は健常のそれと比較して非常に小さいことを見出した。
本疾患では骨格筋細胞の大きさと重症度が相関すると考えられており、本疾患の病態を説明するためのモデルとしては非常に適切であると考えている。
上述の通り、ターゲット遺伝子のノックアウトクローンは既に有しているため、これを用いて患者由来の骨格筋細胞が狭小化していることを証明する実験を進めている段階である。
当初のオートファゴソーム過剰を主眼とした方向性からは離れるが、骨格筋幹細胞をベースとした新たな誘導系を確立した点、加えて病態を説明しうるフェノタイプを見出した点において、本研究はおおむね順調に進展しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
患者由来iPS細胞で見出した骨格筋細胞の狭小化という表現型が疾患特異的なものであることを証明する必要がある。現在有しているターゲット遺伝子のノックアウトクローンを用いてこれを証明する。
さらに、狭小な骨格筋細胞を大きくするようなドラッグスクリーニング系に関しても現在準備を進めているところである。当研究所には創薬技術開発室というドラッグスクリーニングのプロフェショナル集団が在籍しており、適宜連携をとりながら進めていく予定である。
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Research Products
(2 results)
