2014 Fiscal Year Research-status Report
α-ジストログリカノパチーによる筋ジストロフィーに対する糖転移酵素補充療法の開発
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26461281
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
斉藤 史明 帝京大学, 医学部, 准教授 (40286993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
真先 敏弘 帝京科学大学, 医療科学部, 教授 (00585028)
萩原 宏毅 帝京科学大学, 医療科学部, 教授 (80276732)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 筋ジストロフィー / α-ジストログリカノパチー / α-ジストログリカン / フクチン / 酵素補充療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α-ジストログリカン(α-DG)はジストロフィン糖蛋白複合体の構成蛋白質であり、糖鎖を介して細胞外のラミニンと結合することで細胞膜を安定化している。近年α-DGの糖鎖修飾の異常により筋ジストロフィー、脳奇形、心筋症など多彩な疾患が発症することが明らかとなりこれらはα-ジストログリカノパチーと総称されている。本疾患群では糖転移酵素をコードする遺伝子の変異によりα-DGの糖鎖修飾が未熟な状態にとどまり、この結果α-DGとラミニンとの結合が断たれることが原因と考えられている。本研究はα-ジストログリカノパチーの原因となっている糖転移酵素を体外から投与することによりα-DGとラミニンとの結合性を回復させて疾患の治療を目指す、すなわち糖転移酵素補充療法の実現に向けての基礎的な研究を行うことを目的としている。本年度は福山型先天性筋ジストロフィーで欠損しているfukutinと、小胞体への運搬体として利用するコレラトキシンBサブユニットあるいはリシンBサブユニットとの融合蛋白のコンストラクトを作製した。そしれこれらを細胞に遺伝子同導入してα-DGの糖鎖修飾が正常化するかどうかをfukutin欠損マウスES細胞を用いて検討した。しかしリポフェクション法、エレクトロポレーション法などを試みたものの遺伝子導入効率が低く、十分な量の蛋白質の発現が得られなかった。そこで細胞の系を遺伝子導入効率の高いHEK293に変更して、現在これにCRISPR/Cas9を用いてfukutinノックアウト細胞株の作製に取りかかっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
上述のようにfukutin欠損マウスES細胞へfukutin融合蛋白質の遺伝子導入を行い、コンストラクトが有効に機能するかどうかを検討する予定であった。しかしES細胞の遺伝子導入効率が予想外に低かったため、代替の方法としてHEK293細胞にCRISPR/Cas9を用いてfukutinノックアウト細胞を作製しているところである。本来ならば今年度中にこれらコンストラクトのチェックに加えてfukutin融合蛋白質のスモールスケールでの作製までを目指していたことから、現在までの達成度としては遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下のように培養細胞を用いたin vivoの系における酵素補充療法の検討から、さらに疾患モデルマウスを用いた検討へと順次実験を進めていく。
１）培養細胞に対する糖転移酵素の補充によるα-DGの機能回復
まずはCRISPR/Cas9を用いてfukutinノックアウトHEK293細胞株を作製する。そして今回作製した各種fukutinコンストラクトをこれら細胞に遺伝子導入し、α-DGの糖鎖修飾が正常化するか否かを検討する。α-DGの糖鎖が正常化してラミニン結合能が回復したらそれらのコンストラクトを用いてHEK293細胞へ再度遺伝子導入を行い、fukutin融合蛋白質のスモールスケールでの精製を行う。得られた融合蛋白質をfukutinノックアウトHEK293細胞の培養細胞上清に添加し、これら蛋白質が細胞内へ取り込まれて小胞体からゴルジ体へ局在するかどうか、α-DGの糖鎖修飾やラミニン結合能が回復するかどうかを検討する。
２）筋ジストロフィーモデルマウスに対する糖転移酵素補充療法の試み
マウスへの投与実験に備えてfukutin融合蛋白質をラージスケールで精製する。そして同蛋白質を福山型先天性筋ジストロフィーのモデルマウスであるfukutin conditional knockoutマウスに体外から投与し、筋ジストロフィーに対する改善効果を検討する。このためにマウス骨格筋におけるα-DGの糖鎖修飾の正常化とラミニン結合能の回復の有無、程度を指標として投与量、投与期間、投与経路などを選択する。そしてマウスの外観、運動機能、血中CK値、骨格筋の病理組織像、などを指標に筋ジストロフィーモデルマウスに対する治療効果の有無を総合的に判定する。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた実験用試薬は残額よりも高額だったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度助成金と合わせて実験用試薬を購入し、実験を進める。
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[Journal Article] Overexpression of LARGE suppresses muscle regeneration via down-regulation of insulin-like growth factor 1 and aggravates muscular dystrophy in mice.2014
Author(s)
Saito F, Kanagawa M, Ikeda M, Hagiwara H, Masaki T, Ohkuma H, Katanosaka Y, Shimizu T, Sonoo M, Toda T, Matsumura K.
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Journal Title
Hum Mol Genet
Volume: 23
Pages: 4543-4558
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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