| Project/Area Number |
22K19896
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
音井 威重 徳島大学, バイオイノベーション研究所, 教授 (30311814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 真樹 徳島大学, バイオイノベーション研究所, 講師 (10815583)
谷原 史倫 自治医科大学, 医学部, 准教授 (90754680)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | ゲノム編集 / ブタ / モデル動物 / TP53 / SALL1 / キメラ |
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| Outline of Research at the Start |
ブタは生理学的・解剖学的にヒトに近いことから，任意の臓器に腫瘍を自然発症するモデルができれば，がん治療研究に大きな寄与が期待される。本研究はブタ体外受精胚を用い，一部の胚は腎臓形成遺伝子を，他方の胚は腫瘍抑制関連遺伝子をゲノム編集技術によりノックアウトし，２つの胚を凝集させ，移植後にできた動物体内に腎臓がない空間を腫瘍誘起細胞で補完することで，腎臓特異的にがんを発症するモデルブタを作製する。本研究は，従来の免疫不全ブタへのがん細胞株移植もしくは化学的発がんとは全く異なる，自然発症型のがんモデルブタを開発するもので，大型がんモデル動物作製の新たな手法を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブタは生理学的・解剖学的にヒトに近いことから，任意の臓器に腫瘍を自然発症するモデルができれば，がん治療研究に大きな寄与が期待される。本研究は体外受精胚を用い，異なる２つの遺伝子を対象に，一部の胚は臓器形成遺伝子（腎臓形成に関連するSALL1遺伝子）を，他方の胚は腫瘍抑制関連遺伝子（がん抑制遺伝子TP53）をゲノム編集技術によりノックアウトする。次に，２つの胚を凝集(キメラ胚形成)させ，移植後に動物体内にSALL1遺伝子欠損胚（腎臓欠損）が形成した腎臓がない特殊な空間をTP53遺伝子欠損胚（腫瘍誘起）由来細胞で補完することで，腎臓特異的にがんを発症するモデルブタを作製する。本年度は、腎臓特異的TP53遺伝子欠損胚の受胎率が低いことから、同キメラ法を用いてSALL1遺伝子の代わり膵臓形成遺伝子であるPDX1に変異を持つTP53遺伝子欠損ブタの作製を試みた。PDX1およびTP53編集胚盤胞を用いた凝集胚由来のキメラ胚盤胞の遺伝子型解析の結果、胚の約28.6％が両方の標的領域に変異を有し、14.3-21.4％が一方の標的領域に変異を有していた。キメラ胚盤胞を1頭のレシピエントに移植した結果、3頭の胎子が得られ、耳と膵臓のサンプルを用いてPDX1とTP53領域のディープシークエンシング解析を行ったところ、1頭の胎児が両方の標的遺伝子に変異を有していた。本結果は、一部の胚が臓器形成遺伝子を他方の胚は腫瘍抑制関連遺伝子をゲノム編集技術によりノックアウトし凝集させるキメラ法を用いることにより、大型がんモデル動物作製の実現する可能性を示していると考えられた。
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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
本研究課題の計画どおり、ゲノム編集したキメラ凝集胚の移植により，腎臓特異的TP53遺伝子欠損キメラブタの作出を試みている。また、SALL1遺伝子欠損胚（腎臓欠損）のモデル例として膵臓特異的な特異的TP53遺伝子欠損キメラブタ作成に成功したので、TP53遺伝子とPDX1遺伝子の変異を有するゲノム編集ブタ胚について、これまでの成果を取りまとめた(印刷中)。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノム編集がんモデルブタ作成を目的に、ゲノム編集したキメラ凝集胚の評価を行うとともに，腎臓特異的TP53遺伝子欠損キメラブタを作出し、病理組織学的検査および標的遺伝子の解析により腎臓がんモデルブタとしての評価を行う。また、これまでの実績をもとに、次世代につなげる目的で国際共同研究を積極的に進める。
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