Project/Area Number |
21K08040
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
Principal Investigator |
西井 明子 (関明子) 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80408608)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽山 恵美子 東京女子医科大学, 医学部, 非常勤講師 (00349698)
古谷 喜幸 東京女子医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10424673)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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Keywords | ギャップジャンクション / iPS細胞由来心筋細胞 / 電気生理学的性質 |
Outline of Research at the Start |
この研究の目的は、申請者が最近報告した若年発症する進行性心臓伝導障害と骨・歯牙異常を特徴とするCx45のアミノ酸変異R75H症例の血液細胞から疾患特異的iPS細胞を作製し、心筋細胞に分化させ、その性質について電気生理学的及び分子生物学的手法を用いて健常者と比較検討すること、分子生物学的手法と生化学的手法を用いて、細胞間接合部のCx45分子の近傍に存在する他のCxやイオンチャネルの発現の変化と、Cx45分子と相互作用する蛋白を同定することである。この研究によって、現在まであまり知られていない出生後の心臓におけるCx45の役割を明らかにし、疾患の遺伝子治療につなげたい。
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Outline of Annual Research Achievements |
コネキシン45(Cx45)は、胎生期の心臓で最初に発現するCxである。出生後はその発現部位が刺激伝導系に限局し、構成するチャネルの単位電流は、心筋細胞に発現する別のコネキシン、Cx43やCx40よりも小さく、その役割については不明な点が多く、遺伝子異常の報告もなかった。本研究の目的は、我々が最近発見した、家族性の心臓伝導障害と骨・歯牙異常を呈する家族で発見されたCx45R75H変異の機能を調べ、その病態機序を解明し、治療につなげることである。 本年度は、患者3症例と健常者複数のiPS細胞について、複数のサブ系列のiPS細胞を樹立し、個別に培養維持し、心筋細胞への分化し易さの検討を行い、心筋細胞への分化に向くサブ系列を決定した。さらに、健常者iPS細胞のコネキシン遺伝子のノックアウト、患者iPS細胞のコネキシン45のR75H(G224A)変異の修復、健常者iPS細胞のコネキシン遺伝子にG224A変異の導入を目的として、ゲノム編集実験を進めた。これまでに、コネキシン遺伝子の所定の位置でゲノムを切断するためのガイドになるgRNAと切断酵素であるCas9を発現するプラスミドコンストラクトを作成し、これを用いて健常者コネキシン45遺伝子のノックアウト(11塩基の欠損)iPS細胞を得た。現在、患者iPS細胞のコネキシン45のG224A変異の修復、健常者iPS細胞のコネキシン遺伝子にG224A変異の導入のための1塩基置換をターゲットとしたゲノム編集実験を進めている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、iPS細胞から心筋分化への方法の検討を進めた。患者iPS細胞の複数のサブ系列細胞の中から、比較的分化しやすい系列を選別できた。ゲノム編集法にも習熟し、実際に健常者コネキシン45遺伝子のノックアウトiPS細胞を得ることができた。
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Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、コネキシン変異を持つ3名の患者のiPS細胞、ゲノム編集したiPS細胞、健常者由来iPS細胞を心筋細胞へ誘導し、主にMED64システムを用いて、機能の違いを検討する予定である。
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