A new AAV delivery method for gene therapy of hypomyelinaitng leukodystrophy

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02886
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 井上 健 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第二部, 室長 (30392418)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 先天性大脳白質形成不全症 / 遺伝子治療 / アデノ随伴ウィルス / マイクロバブル超音波併用法

Outline of Annual Research Achievements

マイクロバブル超音波併用法は血液脳関門の透過性を一時的に上げることができる薬剤デリバリー技術として脳腫瘍治療領域への開発が進んでいるが、脳室内から脳実質へのAAV透過性を亢進させることも同様に期待できる。そこでマイクロバブル超音波併用法を用いたAAVの脳室内投与の有効性をマウスおよびマーモセットで検証し、特にAAVデリバリーが難しいとされるオリゴデンドロサイトへの安全かつ広範囲高効率なAAVデリバリー技術を確立する。これにより我々が開発を進めてきた先天性大脳白質形成不全症を始め、多くの小児神経難病の遺伝子治療法の実用化に寄与する基盤技術の確立が期待される。
本年度は下記の研究を実施した。
１）マイクロバブル超音波併用法を用いたAAVの脳室内投与の有効性のマウスでの検証と条件の最適化
野生型マウスを用いた有効性検証と条件最適化を行う。AAVはオリゴデンドロサイト特異的にGFPを発現するベクターAAV９-hCNP-PLP1miRNAをした。片側の脳室内にAAVをマイクロバブルと共に投与し、直後に超音波を照射する。２週間後に脳切片を作成し、蛍光シグナルの強度と脳損傷の程度を検証し、安全かつ有効性の高い超音波照射の条件を検索した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

施設のコロナ感染対策に関連して動物実験の実施が予定通りに遂行することが困難となり、計画が後ろ倒しに遅れることとなった。また、実験結果のブレが観察されたため、条件検討のための実験、あるいは再現実験の実施などが必要となり、その結果、計画より進捗がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

実験結果に観察される個体差が生ずる要因を明らかにし、実験条件の再検討を行い、科学的な確実性が高い条件、特に超音波照射についての検討を丁寧に行うことが、その後の研究結果の妥当性を左右すると考えており、この点については若干時間がかかっても確実に行う計画で研究を進める予定である。

Research Products

• [Journal Article] Whole genome sequencing of 45 Japanese patients with intellectual disability (2021)
  • Author(s): Abe-Hatano C, Iida A, Kosugi S, Momozawa Y, Terao C, Ishikawa K, Okubo M, Hachiya Y, Nishida H, Nakamura K, Miyata R, Murakami C, Takahashi K, Hoshino K, Sakamoto H, Ohta S, Kubota M, Takeshita E, Ishiyama A, Nakagawa E, Sasaki M, Kato M, Matsumoto N, Kamatani Y, Kubo M, Takahashi Y, Natsume J, Inoue K, Goto YI
  • Journal Title: American Journal of Medical Genetics Part A Volume: 185 Pages: 1468～1480
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.62138
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leigh syndrome-like MRI changes in a patient with biallelic HPDL variants treated with ketogenic diet (2021)
  • Author(s): Numata-Uematsu Yurika、Uematsu Mitsugu、Yamamoto Toshiyuki、Saitsu Hirotomo、Katata Yu、Oikawa Yoshitsugu、Saijyo Naoya、Inui Takehiko、Murayama Kei、Ohtake Akira、Osaka Hitoshi、Takanashi Jun-ichi、Kure Shigeo、Inoue Ken
  • Journal Title: Molecular Genetics and Metabolism Reports Volume: 29 Pages: 100800～100800
  • DOI: 10.1016/j.ymgmr.2021.100800
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ペリツェウス・メルツバッハ病の分子病態に基づく新たな治療法開発の現状 (2021)
  • Author(s): 井上 健
  • Journal Title: 遺伝子医学 Volume: 11 Pages: 94~99
• [Presentation] A family with intellectual and language impairment having a 2p14 microdeletion disrupting ACTR2 and RAB1A. (2021)
  • Author(s): 田畑健士郎、石山昭彦、本橋裕子、竹下絵里、齋藤貴志、中川栄二、佐々木征行、後藤雄一、井上健
  • Organizer: 第63回日本小児神経学会
• [Presentation] A case of PCWH with a novel missense mutation in the SOX10 gene. (2021)
  • Author(s): 木許恭宏，前田謙一，池田俊郎，井上 健，盛武 浩
  • Organizer: 第63回日本小児神経学会
• [Presentation] POLR1C variants dysregulate splicing and cause hypomyelinating leukodystrophy. (2021)
  • Author(s): 樫木 仁、李コウ、宮本祥子、上野弘恵、鶴崎美徳、池田ちづる、藏田洋文、岡田拓巳、島津智之、今村穂積、榎本友美、髙梨潤一、黒澤健司、才津浩智、井上 健
  • Organizer: 第63回日本小児神経学会
• [Presentation] Diagnostic support for hypomyelinating leukodystrophies: through the consultation consortium. (2021)
  • Author(s): 井上 健、植松有里佳、黒澤健司、才津浩智、高梨潤一、山本俊至、小坂 仁
  • Organizer: 第63回日本小児神経学会
• [Presentation] The time-course changes of electroencephalogram findings in a girl with loss-of-function mutations of SMC1A. (2021)
  • Author(s): Kazuhiko Hashimoto, Eiji Nakagawa, Shimpei Baba, Noriko Sumitomo, Eri Takeshita, Yuko Shimizu-Motohashi, Takashi Saito, Chihiro Abe-Hatano, Ken Inoue, Aritoshi Iida, Keiko Ishikawa, Yukihide Momozawa, Shunichi Kosugi, Michiaki Kubo, Masayuki Sasaki, Yu-ichi Goto.
  • Organizer: The 22nd Annual Meeting of the Infantile Seizure Society