iPS細胞を用いたSTIM1ミオパチーの骨格筋・心筋の病態の解明と治療法開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08253
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 柴 直子 信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (00639289)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: STIM1 / ミオパチー / iPS細胞 / 心筋 / 骨格筋

Outline of Annual Research Achievements

STIM1遺伝子変異によるミオパチーは進行性に全身の骨格筋萎縮、筋力低下を来し、時に心筋傷害を合併する常染色体優性遺伝性の神経筋疾患である。STIM1は心筋、骨格筋、中枢神経などに広く存在し、小胞体内のカルシウム濃度を感知し細胞膜上のORAI1 チャネルを介する細胞外から細胞内へのカルシウムの流入を制御することでカルシウム動態の恒常性の維持に重要な働きをしているタンパク質であり、その機能の破綻によるカルシウム動態の異常がミオパチーの原因と考えられているが、その自然歴や病態は不明な点が多く、治療法がまだ確立されていない。
本研究課題では、STIM1遺伝子変異によるミオパチーの心筋・骨格筋傷害のメカニズムについて、患者由来iPS細胞から分化誘導して作成した心筋細胞および骨格筋細胞を解析し、両者の病態の共通点、相違点について明らかとし、病態に根ざした治療法を開発することを目的としている。
2020年度には、患者線維芽細胞からのiPS細胞樹立、CRISPR/Cas9システムを用いた点変異の修復（isogenic controlの作成)、両細胞に対するセーフハーバー領域へのカルシウム感受性蛍光色素遺伝子および膜電位感受性蛍光色素遺伝子のノックイン、心筋細胞への分化誘導、遺伝子発現解析、ライブセルイメージング等を行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

iPS細胞の作成、ゲノム編集、live cell imagingのためのプラスミドの作成及び遺伝子導入、心筋細胞分化誘導および表現型解析など、ほぼ計画通りに実施できた。

Strategy for Future Research Activity

2021年度はiPS細胞からの骨格筋細胞分化誘導および表現型の解析に重点をおく。当初の計画では、心筋細胞と同様のCHIRON99021を中心とした低分子化合物やケモカインの添加によるdirected differentiation法でiPS細胞からの分化誘導を行う予定であったが、より高純度で成熟した骨格筋を作成するために、強制発現系を用いたdirect reprograming法に変更して研究を進めていく予定である。