ゲノム編集yCD導入iPS細胞による悪性神経膠腫に対する新規遺伝子細胞療法

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K16872
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 村瀬 真 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (30836755)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 悪性神経膠腫 / 自殺遺伝子 / iPS細胞 / 神経幹細胞 / CRISPR/Cas9

Outline of Annual Research Achievements

悪性神経膠腫（グリオーマ）は、強い浸潤性および治療抵抗性を示す。自殺遺伝子療法は、bystander効果により広範に腫瘍細胞を死滅させる可能性があるが、申請者はさらに治療効果を高めるため、グリオーマ細胞へ遊走性を示すinduced pluripotent stem cell （iPS細胞）由来の神経幹細胞(NSC)に自殺遺伝子を搭載することとした。
CRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて、ハウスキーピング遺伝子領域に自殺遺伝子yCD-UPRTを挿入したiPS細胞を作製した。恒常的安定発現を実現し、NSCを作製することが可能となり、本年度は、ヒトグリオーマ幹細胞モデルマウス(hG008)に対して抗腫瘍効果を評価することに成功した。コントロールと比較して顕著な生存期間の延長効果を示し、プロドラッグである5-FCを投与し一定期間経過を見た後の脳組織上の腫瘍体積は著明に縮小していた。また組織学的な解析により、正常脳細胞には、本治療により影響を及ぼさない事も確認した。さらに、脳切片培養を用いた1週間程度のtimelapse imagingの結果、hG008細胞株に対する遊走・集簇やbystander効果をリアルタイムに撮影することに成功した。治療用NSCは線条体に移植したhG008腫瘍に対して、明らかに遊走・集簇し腫瘍内圧の高い深部にまで到達した。また治療用NSCの移植細胞数ごとに（1×103～1×106）抗腫瘍効果を比較検討し、移植数の最適化を行った。
本治療戦略は、グリオーマをはじめ浸潤性により根治が困難な腫瘍に対して、有効な治療となる可能性がある。自殺遺伝子とゲノム編集とiPS細胞を組み合わせた斬新で革新的な遺伝子細胞治療法であり、今後幅広い分野での応用が期待される。