ips細胞およびAAVベクターを用いた先天性副腎皮質過形成の遺伝子治療の開発

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461575
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: National Research Institute for Child Health and Development
• Principal Investigator: 内木 康博 独立行政法人国立成育医療研究センター, その他部局等, その他 (20470007)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝又 規行 独立行政法人国立成育医療研究センター, その他部局等, その他 (10260340) ; 深見 真紀 独立行政法人国立成育医療研究センター, その他部局等, その他 (40265872)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 先天性副腎皮質過形成 / 遺伝子治療 / アデノウィルス関連ウィルスベクター / ips細胞 / 21水酸化酵素欠損症

Research Abstract

本研究の目的は21水酸化酵素欠損症のモデルマウス(Cyp21a1欠損マウス)を用い、非侵襲的な遺伝子治療を確立することであった。昨年度までの研究でCyp21a1欠損マウスから初代培養して得られた線維芽細胞にレトロウイルスベクターを用いてCyp21a1遺伝子を発現させ、これをCyp21a1欠損マウスの皮下に自家移植することで血液中のプロゲステロンが21位水酸化を受けてデオキシコルチコステロン(DOC)に代謝されるのを確認した。ただし本法では線維芽細胞の増殖に時間がかかるため乳児期の治療が困難であった。
次に新生児期、乳児期のCyp21a1欠損マウスはステロイド補充がないと死亡してしまうため、乳児期早期にCyp21a1遺伝子を導入する目的で、Cyp21a1欠損マウスからips細胞を樹立し、それにレトロウィルスベクターを用いてCyp21a1遺伝子を発現する細胞系を樹立した。この方法では線維芽細胞を初代培養する必要が無く、乳児期早期に腹腔内に移植してCyp21a1欠損マウス体内にCyp21a1遺伝子を導入することが可能であった。これによってDOCの産生の改善は認めたものの未分化なips細胞の移植によってほとんどが腹腔内で腫瘍形成し、今後の安全性の確立が課題として残った。
次に線維芽細胞を初代培養する過程を省く目的で、Cyp21a1欠損マウス体内に直接ベクターを用いて遺伝子を導入する方法を検討した。AAVベクターはレトロウィルスベクターとは異なり、細胞分裂の頻度が少ない分化細胞にも効率よく導入することができる。よってアデノウィルス関連ウィルスベクター(AAVベクター)を使ってCyp21a1欠損マウス2個体内にCyp21a1遺伝子導入を試みたところ、血液中のプロゲステロンが他の方法より効率よくDOCに代謝されることが確認できた。今後この方法が最も有効な遺伝子導入方法と考え、組織での発現や、長期の安全性と治療効果を確認する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は特にCyp21a1欠損マウスの作成に困難を認めた。本マウスはヘテロ欠損マウス同士の自然交配によって作成するが、出生する確立は1/4でかつ分娩直前からステロイド投与を開始し、生後3週間まで連日ステロイドを皮下注射することによって副腎不全を未然に防ぎ生存させる必要があるが、ステロイド投与下でも突然死する仔体もしくは成獣もたびたび生じたため年度末まで新規にCyp21a1欠損マウスができずにいたが年度末にようやく作成できたためAAVベクターの投与を行い得た。ただしまだ投与後間もないため年度内での新たな血中ステロイドの測定が不可能であった。

Strategy for Future Research Activity

今後はアデノウィルス関連ウィルスベクター(AAVベクター)を使ってのCyp21a1欠損マウス2個体内にCyp21a1遺伝子導入法の組織での発現や、長期の安全性と治療効果を確認する予定である。またips細胞を用いたCyp21a1遺伝子導入法についてはips細胞を分化させて移植する方法か、またはES細胞など他の細胞株についても検討する予定である。