カルシウムホメオスタシスの制御に基づく筋ジストロフィーに対する新たな治療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07406
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 松村 喜一郎 帝京大学, 医学部, 教授 (50260922)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 筋ジストロフィー / 細管集合体ミオパチー / カルシウムホメオスタシス / STIM1

Outline of Annual Research Achievements

筋ジストロフィーは小児から成人まで幅広い年齢層に発症する遺伝性筋疾患の総称である。近年様々なタイプの筋ジストロフィーにおいて原因遺伝子が同定されてきている。しかしその結果筋細胞が変性・壊死に陥る詳細なメカニズムはいまだ明らかにされていない。一方で以前より筋細胞内へのカルシウムの過剰流入が筋ジストロフィーの病態と深く関わっているとの報告が数多くなされている。近年これに関連して、筋細胞における主要なカルシウム調節機構としてSTIM1-ORAI1シグナリングが注目を集めている。また我々は細管集合体ミオパチーの一家系においてSTIM1の細胞質内ドメインにおけるユニークなフレームシフト変異を見いだし報告している。本研究は様々な筋疾患の分子病態とSTIM1-ORAI1シグナリングの機能連関を検討するとともに、これら疾患に対するカルシウムホメオスタシスの制御に基づいた新たな治療法の開発を目指すものである。
本年度は上記STIM1の変異が確認された細管集合体ミオパチー患者のiPS細胞を作製した。すなわち、患者リンパ球を採取した後、既定の方法により疾患特異的iPS細胞を10クローン樹立することに成功した。そして樹立したクローンすべてにおいて未分化マーカーの発現・マイコプラズマが陰性であることを確認した。さらにこの中の3クローンについては変異を確認し、患者由来の変異が保たれていることを確認した。また増殖・未分化維持が良好である2クローンについては骨格筋分化への誘導を行いスフェア形成を確認した。現在細胞内小器官におけるカルシウム動態の観察のために蛍光イメージングの実験系を樹立中である

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

我々が見いだした新規STIM1の変異を有する疾患特異的iPS細胞を樹立することに成功した。さらに同細胞を骨格筋へ分化誘導することができた。今後この細胞を用いることでSTIM1変異とカルシウム動態や病態との関連をさらに明らかにできるものと期待される。本年度はさらに細胞の形態や機能解析を行う予定であったがそこまでは実施できなかった。このことから進捗状況としてはやや遅れていると考えた。

Strategy for Future Research Activity

今後は作製した疾患特異的iPS細胞を用いて解析を行う。始めに同細胞の増殖能や筋管細胞への分化能などに変化が生じていないか形態的に検討する。またSTIM1やORAI1の発現や細胞内局在に変化が生じていないかどうかウエスタンブロット法や免疫蛍光抗体法を用いて観察する。さらに細胞内のカルシウム濃度を蛍光プローブを用いてモニタリングしてカルシウムホメオスタシスの変化の有無を観察する。さらに細管集合体ミオパチー以外の筋疾患においても同様の検討を行っていきたいと考えている。

Causes of Carryover

本年度はiPS細胞を用いた形態解析、機能解析まで実施できなかったためにこれらに要する費用が次年度使用分として残った。この分は次年度にこれらの研究費用に充てる計画である。