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2019 Fiscal Year Research-status Report

Development of basic technology for intractable and rare diseases

Research Project

Project/Area Number 19K22601
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

山下 暁朗  横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20405020)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Keywordsnonsense mutation / mRNA decay / 嚢胞性線維症 / モデルマウス / SMG1
Outline of Annual Research Achievements

遺伝性疾患における変異のうち、全体の約三分の一において異常な終止コドンを生じる。このような変異遺伝子由来mRNAは品質管理機構であるNMDにより分解排除される。この異常終止コドンを有するmRNA由来のタンパク質が機能を有する症例由来の細胞では、mRNA監視機構阻害は細胞機能回復へつながることをこれまでに明らかとしてきた。
Cystic Fibrosisやデュシャンヌ型筋ジストロ フィーを初めとする遺伝子変異の10%を占める点変異による異常終止コドンについては、終止コドンリードスルー剤の開発が進められているが、リードスルー剤はNMDをほとんど阻害しないため、これにmRNA監視機構阻害を組み合わせることで相乗効果があることも期待される。このような状況の中、近年、転写制御レポーターアッセイを元にしたNMD阻害薬スクリーニングの報告が相次いでいる。しかし、NMD阻害活性を追試できない「擬陽性」が含まれていることが大きなボトルネックとなっており、真のNMD阻害剤が待ち望まれている。
一方、NMD阻害による疾患症状回復の可能性をテストする動物モデルはこれまで存在しなかった。また、リードスルー剤による症状回復モデルマウスは樹立されているが、その全てがトランスジェニックマウスであり、多コピーのトランスジンが発現している。そのため、実際の遺伝性疾患におけるシングルコピーの遺伝子での治療効果を必ずしも反映していない。
昨年度までに、CFTR cDNAの入手を行い、発現ベクターの構築を進めると共に、動物実験計画を策定し、CFTR W1278Xマウスの準備を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

基礎検討に関しては、CFTR cDNA入手とベクター構築を進めている。一方で、同様の変異体を用いたNMD阻害解析について論文が発表された。結果は本研究で期待したとおり、NMD阻害によりW1282X変異体cDNA由来タンパク質が機能を発揮するというものであった。この結果を追試すると共に、Read thorugh薬との協調効果を確認する必要がある。動物実験については、動物移入予定時期にCOVID-19による実験制限がかかり、動物の移入を取りやめた。また、本学動物実験申請の更新に時間がかかっており、動物実験開始が夏以降となる。

Strategy for Future Research Activity

COVID-19の状況によるが、出来るだけ早くマウスの移入を行い、研究を遂行する。
本研究では、横浜市立大学で開発されたシーズ技術である①高精度転写後制御モニタリングシステム(特許準備中)、② 新規SMG1阻害剤、 ③ mCFTR-W1278Xノックインマウスを用いる。ATCCより入手可能であったヒト不死化CFTR-W1283X患者由来細胞(hCFTR-W1283X)は、ATCCが配布を終了したため、別途CF Canada-Sick Kids programより入手し、分子生物学的解析を担当する。また、CFTR cDNAを用いた解析も行う。研究協力者である横浜市立大学高血圧腎臓内科学 田村功一主任教授、涌井広道講師、山地孝拡医師は、薬剤投与、組織解析を担当する。これらの解析を通じ、SMG1阻害剤同定後のin vitroレベル、in vivoレベルでのPOC取得といった基礎開発過程を研究期間内に一気に行うプランを描いている。確実な成果を得るため、hCFTR-W1283X細胞、mCFTR-W1278Xマウスに対し、リードスルー剤、CFTR安定化剤(VX-770)を用いた解析も進める。

Causes of Carryover

進捗状況で述べたとおり、本学実験動物申請の更新に時間を要したことに加え、COVID-19感染症のため、動物実験を休止したため。

  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Shank2 Binds to aPKC and Controls Tight Junction Formation with Rap1 Signaling during Establishment of Epithelial Cell Polarity2020

    • Author(s)
      Sasaki Kazunori、Kojitani Noriko、Hirose Hiroko、Yoshihama Yohei、Suzuki Hidefumi、Shimada Miho、Takayanagi Ayumi、Yamashita Akio、Nakaya Masa-aki、Hirano Hisashi、Takahashi Hidehisa、Ohno Shigeo
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 31 Pages: 107407~107407

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.02.088

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Rikkunshito treatment on renal fibrosis/inflammation and body weight reduction in a unilateral ureteral obstruction model in mice2020

    • Author(s)
      Wakui H, Yamaji T, Azushima K, Uneda K, Haruhara K, Nakamura A, Ohki K, Kinguchi S, Kobayashi R, Urate S, Suzuki T, Kamimura D, Minegishi S, Ishigami T, Kanaoka T, Matsuo K, Miyazaki T, Fujikawa T, Yamashita A, Tamura K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 1782

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58214-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Angiotensin II type 1 receptor-associated protein deficiency attenuates sirtuin1 expression in an immortalised human renal proximal tubule cell line2019

    • Author(s)
      Yamaji T, Yamashita A, Wakui H, Azushima K, Uneda K, Fujikawa Y, Haku S, Kobayashi R, Ohki K, Haruhara K, Kinguchi S, Ishii T, Yamada T, Urate S, Suzuki T, Abe E, Tanaka S, Kamimura D, Ishigami T, Toya Y, Takahashi H, Tamura K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 16550

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52566-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Translation-dependent unwinding of stem?loops by UPF1 licenses Regnase-1 to degrade inflammatory mRNAs2019

    • Author(s)
      Mino Takashi、Iwai Noriki、Endo Masayuki、Inoue Kentaro、Akaki Kotaro、Hia Fabian、Uehata Takuya、Emura Tomoko、Hidaka Kumi、Suzuki Yutaka、Standley Daron M、Okada-Hatakeyama Mariko、Ohno Shigeo、Sugiyama Hiroshi、Yamashita Akio、Takeuchi Osamu
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 47 Pages: 8838~8859

    • DOI

      10.1093/nar/gkz628

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] N4BP1 restricts HIV-1 and its inactivation by MALT1 promotes viral reactivation2019

    • Author(s)
      Yamasoba Daichi、Sato Kei、Ichinose Takuya、Imamura Tomoko、Koepke Lennart、Joas Simone、Reith Elisabeth、Hotter Dominik、Misawa Naoko、Akaki Kotaro、Uehata Takuya、Mino Takashi、Miyamoto Sho、Noda Takeshi、Yamashita Akio、Standley Daron M.、Kirchhoff Frank、Sauter Daniel、Koyanagi Yoshio、Takeuchi Osamu
    • Journal Title

      Nature Microbiology

      Volume: 4 Pages: 1532~1544

    • DOI

      10.1038/s41564-019-0460-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of rikkunshito on renal fibrosis and inflammation in angiotensin II-infused mice2019

    • Author(s)
      Azushima Kengo、Uneda Kazushi、Wakui Hiromichi、Ohki Kohji、Haruhara Kotaro、Kobayashi Ryu、Haku Sona、Kinguchi Sho、Yamaji Takahiro、Minegishi Shintaro、Ishigami Tomoaki、Yamashita Akio、Tamura Kouichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 6201

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42657-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of ATRAP in Renal Proximal Tubules on Angiotensin‐Dependent Hypertension2019

    • Author(s)
      Kinguchi Sho、Wakui Hiromichi、Azushima Kengo、Haruhara Kotaro、Koguchi Tomoyuki、Ohki Kohji、Uneda Kazushi、Matsuda Miyuki、Haku Sona、Yamaji Takahiro、Yamada Takayuki、Kobayashi Ryu、Minegishi Shintaro、Ishigami Tomoaki、Yamashita Akio、Fujikawa Tetsuya、Tamura Kouichi
    • Journal Title

      Journal of the American Heart Association

      Volume: 8 Pages: e012395

    • DOI

      10.1161/JAHA.119.012395

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 医学・生物学的観点からのmRNA翻訳制御の新展開2019

    • Author(s)
      藤原俊伸, 山下暁朗
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] PI3 kinase様タンパク質リン酸化酵素SMG1によるストレス応答統御機構2019

    • Author(s)
      山下暁朗
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] PI3 kinase様タンパク質リン酸化酵素SMG1による酸化ストレス依存的なNRF2活性制御機構の解析2019

    • Author(s)
      藤川由美子, 山下暁朗, 大貫 哲男, 鈴木香絵, 青柳杏子, 黒澤瞳, 廣瀬博子, 永井陽子, 上村博司, 吉田稔, 高橋秀尚, 大野 茂男
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] PI3 kinase様タンパク質リン酸化酵素SMG1によるアミノ酸飢餓応答依存的遺伝子発現制御2019

    • Author(s)
      山下暁朗
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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