| Project/Area Number |
23K06116
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
伊藤 孝司 自治医科大学, 医学部, 客員教授 (00184656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
月本 準 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 特任助教 (70966671)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | ライソゾーム病 / ガラクトシアリドーシス / シアリドーシス / 遺伝子治療 / AAVベクター / カテプシンA / ノイラミニダーゼ1 / アデノ随伴ウイルスベクター / リソソームシアリダーゼ / 遺伝子治療法 / ノイラミニダーゼ１欠損症 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、細胞内で結晶化せず、カテプシンA（CTSA）との複合体形成能を保持した改変ノイラミニダーゼ1（modNEU1）遺伝子と正常CTSA遺伝子を同時搭載したアデノ随伴ウイルス（AAV）9ベクターを用い、新規に樹立したシアリドーシス（SiD）及びガラクトシアリドーシス（GS）モデルマウスへの脳室内または静脈内に単回投与した際の、脳および末梢臓器におけるNeu1及びCsta活性の回復、蓄積シアリル基質の減少、ミオクローヌス発作の抑制等を指標に有効性を検証し、両疾患に対する革新的in vivo遺伝子治療法の開発基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガラクトシアリドーシス（GS）とシアリドーシス（SiD）は、各々リソソーム酵素のカテプシンA（CTSA）とノイラミニダーゼ1（NEU1）遺伝子の潜性変異が原因で、NEU1活性が欠損し、その基質である末端シアル酸含有糖鎖の体内過剰蓄積と、ミオクローヌス発作等の中枢症状や肝脾腫等の末梢症状を伴う遺伝性ライソゾーム病である。発生頻度は、10万出生児当たり1人程度であるが、日本人GS症例は世界の30%以上を占め、厚労省の指定難病でもある。しかし両疾患に対する根本治療法は無い。研究代表者伊藤と分担者月本は、これまでに、各々、日本人若年・成人型GS患者に特徴的なスプライシング異常誘導型CTSA変異及び重症型（II型）SiD患者由来NEU1ミスセンス変異をノックインしたホモマウスは、いずれもミオクローヌスやガーゴイル様顔貌を示し、GS及びSiDモデルマウスとして利用できることを明らかにしてきた。また正常NEU1遺伝子とは異なり、哺乳類細胞内で過剰発現した際にタンパク結晶を生成しない改変modNEU1遺伝子を発明し、正常CTSA遺伝子と二重搭載したアデノ随伴ウイルスAAV-modNEU1/CTSAベクター（セロタイプAAV9, 5及びPHP.eB）の、発症後のGSマウスの脳室内に単回投与（投与量1～3x10e13 vg/kg体重）により、中枢神経症状（ミオクローヌス発作等）を治療できることを示した。今年度は、GSマウスの眼病変として、毛様体上皮及び網膜色素上皮細胞における基質蓄積に基づく膨潤を明らかにした。今後、SiDにおける眼病変の病理学的解析と、両モデルマウスに対するAAV-modNEU1/CTSAベクターの脳室内及び硝子体内単回投与等の有効性を検討していく。
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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
今年度は、独自に作製した、Ctsaスプライシング異常を誘導する変異ノックインGSモデルマウスが、眼病変として毛様体上皮及び網膜上皮細胞層に、シアリル基質の蓄積に基づくと考えられる膨潤を示すこと、また新規に日本人重症型SiD患者由来ミスセンス変異の導入ホモマウスが、ミオクローヌス等の中枢神経症状を示しSiDモデルマウスとして利用できることを明らかにした。GSマウスと同様に、独自に発明した改変型NEU1と正常CTSA遺伝子を二重搭載したAAV-modNEU1/CTSAベクターをSiDモデルマウスの脳室内に単回投与することにより、発症したミオクローヌスを抑制できることが期待された。さらに新たにGSマウスの眼毛様体及び網膜上皮細胞層においてNEU1欠損に基づく膨潤が観察されたことから、SiDマウスも同様の眼病変を示す可能性が想定される。GS及びSiDマウスの網膜上皮下または硝子体内にAAV-modNEU1/CTSAベクターを注入することによりGS及びSiD両疾患患者の眼症状の遺伝子治療に応用できることが示唆されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
近年、AAVベクターが、神経難病の脊髄性筋萎縮症に対するゾルゲンスマ、また遺伝性網膜ジストロフィーのRPE5欠損症に対するルクスターナなどのin vivo遺伝子治療用製剤として臨床応用されている。本研究では、modNEU1/CTSA二重遺伝子を搭載したAAV-modNEU1/CTSAベクターを、GSおよびSiDモデルマウスの脳室内または眼硝子体/網膜上皮下内に単回投与する際の、ミオクローヌス発作やオープンフィールドにおける行動異常に対する抑制や眼病変・視力障害の改善効果を評価することにより、単一AAV9-modNEU1/CTSAシーズを用いる、GSおよびSiDの両疾患に対する新規in vivo遺伝子治療法開発を進める。
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