CRISPR/Cas9を用いたin vivoゲノム編集による遺伝子治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K18330
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 今野 歩 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 遺伝子治療 / アデノ随伴ウイルスベクター / CRISPR/Cas9 / ゲノム編集 / 脊髄小脳失調症 / AAV

研究成果の概要

本研究ではCRISPR/Cas9システムを介した遺伝子ノックアウトを、アデノ随伴ウイルスベクターを用いた脳内への高効率な遺伝子導入により実施することにより、脊髄小脳失調症1型の新規遺伝子治療法の開発を目指した。化膿連鎖球菌由来のSpCas9や黄色ブドウ球菌由来のSaCas9を検討したが、疾患モデルマウスにおいて治療効果を確認することはできなかった。現在、この原因がCas9の低発現や遺伝子ノックアウトの効率の低さにあると考え、種々の効率化を目指しさらなる検討を重ねている。

研究成果

• [国際共同研究] University of Oxford(United Kingdom)
• [国際共同研究] Trustees of Dartmouth College/University Tenessee/Max Planck Florida Institute(米国)
• [雑誌論文] Intravenous administration of the adeno-associated virus-PHP.B capsid fails to upregulate transduction efficiency in the marmoset brain (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki Yasunori、Konno Ayumu、Mochizuki Ryuta、Shinohara Yoichiro、Nitta Keisuke、Okada Yukihiro、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 665 ページ: 182-188
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2017.11.049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elavl3 is essential for the maintenance of Purkinje neuron axons (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Yuki、Kakumoto Kyoko、Yoshida Tetsu、Kuwako Ken-ichiro、Miyazaki Taisuke、Yamaguchi Junji、Konno Ayumu、Hata Junichi、Uchiyama Yasuo、Hirai Hirokazu、Watanabe Masahiko、Darnell Robert B.、Okano Hideyuki、Okano Hirotaka James
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 8 号: 1 ページ: 2722-2722
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21130-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Viral Vector-Based Evaluation of Regulatory Regions in the Neuron-Specific Enolase (NSE) Promoter in Mouse Cerebellum In Vivo (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinohara Yoichiro、Ohtani Toshinori、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: The Cerebellum 巻: 16 号: 5-6 ページ: 913-922
  • DOI: 10.1007/s12311-017-0866-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Red fluorescent protein-based cAMP indicator applicable to optogenetics and in vivo imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Harada Kazuki、Ito Motoki、Wang Xiaowen、Tanaka Mika、Wongso Devina、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Hirase Hajime、Tsuboi Takashi、Kitaguchi Tetsuya
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 7351-7351
  • DOI: 10.1038/s41598-017-07820-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Minimal Purkinje Cell-Specific PCP2/L7 Promoter Virally Available for Rodents and Non-human Primates (2017)
  • 著者名/発表者名: Nitta Keisuke、Matsuzaki Yasunori、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: Molecular Therapy - Methods & Clinical Development 巻: 6 ページ: 159-170
  • DOI: 10.1016/j.omtm.2017.07.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulatory connection between the expression level of classical protein kinase C and pruning of climbing fibers from cerebellar Purkinje cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Nobutaka、Shuvaev Anton N.、Konno Ayumu、Matsuzaki Yasunori、Watanave Masashi、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 143 号: 6 ページ: 660-670
  • DOI: 10.1111/jnc.14239
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inflammation-induced reversible switch of the neuron-specific enolase promoter from Purkinje neurons to Bergmann glia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sawada Y, Konno A, Nagaoka J, Hirai H
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 27758-27758
  • DOI: 10.1038/srep27758
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluorescent-based evaluation of chaperone-mediated autophagy and microautophagy activities in cultured cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato M, Seki T, Konno A, Hirai H, Kurauchi Y, Hisatsune A, Katsuki H.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 21 号: 8 ページ: 861-873
  • DOI: 10.1111/gtc.12390
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Viral Vector-Based Dissection of Marmoset GFAP Promoter in Mouse and Marmoset Brains. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinohara Y, Konno A, Takahashi N, Matsuzaki Y, Kishi S, Hirai H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11 号: 8 ページ: e0162023-e0162023
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0162023
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FMRP Expression Levels in Mouse CNS Neurons Determine Behavioral Phenotype. (2016)
  • 著者名/発表者名: Arsenault J, Gholizadeh S, Niibori Y, Pacey LK, Halder SK, Koxhioni E, Konno A, Hirai H, Hampson DR
  • 雑誌名: Human Gene Therapy 巻: 27 号: 12 ページ: 982-996
  • DOI: 10.1089/hum.2016.090
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fusion of Human Fetal Mesenchymal Stem Cells with “Degenerating” Cerebellar Neurons in Spinocerebellar Ataxia Type 1 Model Mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Huda F, Fan Y, Suzuki M, Konno A, Matsuzaki Y, Takahashi N, Chan JK, Hirai H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11 号: 11 ページ: e0164202-e0164202
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0164202
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transduction Profile of the Marmoset Central Nervous System Using Adeno-Associated Virus Serotype 9 Vectors (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki Y, Konno A, Mukai R, Honda F, Hirato M, Yoshimoto Y, Hirai H.
  • 雑誌名: Molecular Neurobiology 巻: in press 号: 3 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1007/s12035-016-9777-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain (2016)
  • 著者名/発表者名: H Monai, M Ohkura, M Tanaka, Y Oe, A Konno, H Hirai, K Mikoshiba, S Itohara, J Nakai, Y Iwai & H Hirase
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 7 号: 1 ページ: 11100-11100
  • DOI: 10.1038/ncomms11100
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Plasticity of the developmentally arrested staggerer cerebellum in response to exogenous RORα. (2015)
  • 著者名/発表者名: Iizuka A, Matsuzaki Y, Konno A, Hirai H.
  • 雑誌名: Brain Structure and Function 巻: in press 号: 6 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1007/s00429-015-1077-9
  • 査読あり
• [学会発表] In vivo evaluation of the shortened-WPRE in the cerebellum (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayumu Konno, Kazuma Hachisu, Hirokazu Hirai
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] アデノ随伴ウイルスによる遺伝子導入を介したリピート病モデル動物の作出と治療法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今野 歩, 渡邊 将, 星野 千秋, 篠原 洋一郎, 松﨑 泰教, 平井 宏和
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [学会発表] Generation of animal models of spinocerebellar ataxia by AAV9-mediated gene delivery (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayumu Konno, Yasunori Matsuzaki & Hirokazu Hirai
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター/北海道札幌市
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] AAV9 vector-mediated production of animal models of spinocerebellar ataxia (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayumu Konno, Yasunori Matsuzaki & Hirokazu Hirai
  • 学会等名: International Society of Radiation Neurobiology 6th Conference
  • 発表場所: 良順会館（長崎大学医学部坂本キャンパス内）/長崎県長崎市
  • 年月日: 2016-02-12
  • 国際学会
• [学会発表] A marmoset model of spinocerebellar ataxia type 3 generated using AAV vectors (2015)
  • 著者名/発表者名: Ayumu Konno, Yasunori Matsuzaki, Yoichiro Shinohara, and Hirokazu Hirai
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場/展示場・兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-07-28
• [備考] 群馬大学大学院医学系研究科脳神経再生医学Web site
  • URL: http://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/
• [備考] 赤色 cAMP 可視化蛍光タンパク質センサーの開発
  • URL: http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/files/20170810pressrelease.pdf
• [備考] 群馬大学大学院医学系研究科 脳神経再生医学分野
  • URL: http://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/
• [備考] 群馬大学大学院医学系研究科脳神経再生医学分野
  • URL: http://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/
• [備考] 微弱な電気刺激が脳を活性化する仕組みを解明
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160322_1/