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2023 Fiscal Year Research-status Report

筋強直性ジストロフィーの加齢性病態の解明とアンチセンス核酸療法の開発

Research Project

Project/Area Number 21K06976
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

越後谷 裕介  日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (90609950)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords筋ジストロフィー / 筋強直性ジストロフィー / 加齢 / 核酸医薬 / アンチセンス核酸
Outline of Annual Research Achievements

筋強直性ジストロフィー1型(DM1)は、変異遺伝子から産生される異常伸長した3塩基繰り返し配列(CUGリピート)を持つ機能獲得型mRNAの核内蓄積が原因で発症する遺伝性筋疾患である。DM1は成人で最も頻度が高く、加齢に伴い筋強直や筋力低下が進行するなど老化と共通する表現型を多く示すが、その発症メカニズムについては不明な点が多い。本研究では、DM1に対するRNA標的アンチセンス核酸療法の開発基盤情報を得ることを目的に、DM1モデルマウスを用いてCTGリピートに障害される骨格筋の加齢病態メカニズムを明らかにする。
本年度は、DM1モデルマウスにおいて、加齢に伴う筋強直症状の検出を可能にする新たな評価法を確立した。握力測定装置を用いた自発的運動による四肢骨格筋の連続握力測定法を考案し、筋強直症状を非侵襲的に定量評価することが可能となった。具体的には、最大握力値では2から24ヶ月齢のいずれの月齢でも野生型マウスと比べて有意な筋力低下が認められない一方、一回目と二回目の握力差を評価する連続握力測定法ではDM1モデルマウスの骨格筋機能の障害が顕在化され、加齢に伴い進行する筋強直症状の再現に成功した。また、CTGリピートに障害される骨格筋病態と諸臓器への影響を反映するバイオマーカーの探索を目的に複数の関連項目の血液生化学検査を実施したところ、加齢に応じて変化する項目は認められず、これまで明らかにしてきた尿中タイチンが異常伸長CTGリピートに影響される骨格筋の損傷マーカーとして最も有力であることが支持された。現在までにDM1モデルマウスにおいて加齢と関連する筋強直関連病態を針筋電図検査、尿中タイチン、および連続握力測定の多角的解析から明らかにしているため、今後は引き続き、加齢と筋強直発症を繋ぐ分子メカニズムの解析を進めていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

異常伸長CTGリピートに影響される骨格筋の分子病態解析については、RNAスプライシング異常および核内RNA病巣の評価方法を確立し、若齢、高齢、および老齢群のDM1モデルマウス(HSA*LRマウス)を用いた解析を進めている。若齢・高齢・老齢群のモデルマウスのサンプリングは概ね予定通りに実施できている。現在までにDM1モデルマウスの骨格筋損傷に対する非侵襲的な病態マーカーとして尿中タイチンを候補分子として見出しているが、24ヶ月齢の老齢群における準備と解析に時間を要しており、尿中タイチンの老化骨格筋に対する反応性についての解析が予定より遅れている。加齢に伴う尿中タイチン量の増加が実際の骨格筋組織の損傷として観察されるかを調べるため病理組織解析を実施したところ、若齢群と比べて高齢群または老齢群において骨格筋損傷の亢進を示す結果が得られたため、現在本結果を結論づけるための実験を実施している。新たなDM1モデルマウスの確立を目的とした戻し交配については、元のFVB/N系統を遺伝的背景に持つHSA*LRマウスの繁殖効率が低下し、オリジナルマウスの次世代を十分に確保すること難しい状況であった。現在、ホモ接合体であるHSA*LRマウスと同じ遺伝的背景を持つ野生型マウスを交配し、ヘテロの産仔を得て再度新たなホモ接合体HSA*LRマウスを導入するなど、本実験と共に繁殖効率の改善対応を計画・実施している。

Strategy for Future Research Activity

DM1モデルマウス骨格筋における加齢と機能変化を結ぶ分子メカニズムを明らかにするため、老化骨格筋におけるRNAスプライシング異常や核内RNA病巣の解析を中心に実験を進める。DM1モデルマウスを用いて、異常伸長CTGリピートが骨格筋組織の損傷と再生を誘導することを明らかにしているが、他の筋ジストロフィーで観察されるような重度な筋線維の変性が認められていない。しかし、尿中タイチンおよび病理組織解析から加齢と関連する筋線維損傷が起きていることは明らかである。異常伸長CTGリピートが筋線維にどのような損傷をもたらしているのか明らかにするため、電子顕微鏡等を用いて微細な損傷の解析を予定している。また、病原RNAを標的とするアンチセンス核酸を設計し、異なる月齢、すなわち病態が異なる骨格筋に対する治療効果をミオトニー放電および筋線維損傷等の観点から調べる。戻し交配による新たなDM1モデルマウス系統の作製については、引き続き繁殖効率向上の対策を講じながら継続して実施する。

Causes of Carryover

昨年度に続き、実施予定であった戻し交配が当該オリジナルマウス系統の繁殖成績の低下により遅延していること、および分子生物学的アプローチを用いた実験の条件検討に時間を要しているため、予定していた実験が十分に実施できなかった。次年度使用額は、上記実験へ使用すると共に、本研究を論文化する経費として使用させていただく予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] アルバータ大学 医歯学部(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      アルバータ大学 医歯学部
  • [Journal Article] Antiviral Efficacy of RNase H-Dependent Gapmer Antisense Oligonucleotides against Japanese Encephalitis Virus.2023

    • Author(s)
      Shunsuke Okamoto, Yusuke Echigoya (Corresponding), Ayaka Tago, Takao Segawa, Yukita Sato, Takuya Itou
    • Journal Title

      International journal of molecular sciences

      Volume: 24(19) Pages: 14846

    • DOI

      10.3390/ijms241914846.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 筋強直性ジストロフィー1 型に対する筋指向性脂質付加 siRNA 医薬品の探索研究2023

    • Author(s)
      峰岸 かつら, 越後谷 裕介, 木村 公一, 本橋 紀夫, 青木 吉嗣
    • Organizer
      2023年度 精神・神経疾患研究開発費2-6「疾患モデルを駆使した筋ジストロフィーの治療法開発」青木班 研究班会議
  • [Presentation] 筋強直性ジストロフィーモデルマウスの加齢病態解明とアンチセンス療法の開発2023

    • Author(s)
      越後谷 裕介, 中森 雅之, 高橋 正紀, 横田 俊文, 青木 吉嗣
    • Organizer
      2023年度 精神・神経疾患研究開発費2-6「疾患モデルを駆使した筋ジストロフィーの治療法開発」青木班 研究班会議
  • [Presentation] Locked Nucleic Acid gapmers effectively inhibit the proliferation of Japanese encephalitis virus in a human neuroblastoma cell line2023

    • Author(s)
      Shunsuke Okamoto, Yusuke Echigoya(Corresponding), Takao Segawa, Yukita Sato, Takuya Itou
    • Organizer
      The 70th Annual Meeting of the Japanese Society for Virology
  • [Presentation] 筋強直性ジストロフィー 1 型モデルマウスにおける筋強直の評価法の検討および血液生化学性状の解析2023

    • Author(s)
      伊賀 わか菜, 越後谷 裕介(発表責任者), 佐藤 雪太
    • Organizer
      第166回日本獣医学会学術集会(日本実験動物医学会)
  • [Presentation] Locked nucleic acid (LNA) gapmerの日本脳炎ウイルス野外株に対する増殖抑制効果2023

    • Author(s)
      田児 彩佳, 岡本 俊輔, 越後谷 裕介(発表責任者), 伊藤 琢也, 佐藤 雪太
    • Organizer
      第166回日本獣医学会学術集会
  • [Presentation] Evaluation of Urinary Titin Levels and Myotonic Discharges with Aging in a Myotonic Dystrophy Mouse Model2023

    • Author(s)
      Yusuke ECHIGOYA(Corresponding), Yume SHINOHARA, Masato KITAGAWA, Yukita SATO
    • Organizer
      第3回東アジア(韓国、中国[台湾]、日本)合同獣医学会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inhibition of Japanese Encephalitis Virus Replication with RNase H-dependent Gapmer Antisense Oligonucleotides2023

    • Author(s)
      Shunsuke OKAMOTO, Yusuke ECHIGOYA(Corresponding), Takao SEGAWA, Yukita SATO, Takuya ITOU
    • Organizer
      第3回東アジア(韓国、中国[台湾]、日本)合同獣医学会
    • Int'l Joint Research
  • [Book] CLINICAL NEUROSCIENCE Vol.41 2023年5月号 核酸医薬と神経疾患「筋ジストロフィー」2023

    • Author(s)
      越後谷裕介, 青木吉嗣
    • Total Pages
      160
    • Publisher
      中外医学社

URL: 

Published: 2024-12-25  

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