骨髄造血微小環境の直接利用と選択的細胞増幅を組み合わせた慢性肉芽腫症遺伝子治療

• 研究課題/領域番号: 16390306
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 小児科学
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 久米 晃啓 自治医科大学, 医学部, 助教授 (10264293)
• 研究分担者: 小澤 敬也 自治医科大学, 医学部, 教授 (30137707)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円); 2006年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円); 2005年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円); 2004年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
• キーワード: 遺伝子治療 / 移植・再生医療 / 慢性肉芽腫症 / 細胞・組織 / トランスレーショナルリサーチ / 造血微小環境 / 骨髄腔内注入法 / 選択的増幅遺伝子 / 造血幹細胞 / エリスロポチエン受容体 / 顆粒球コロニー増殖因子受容体 / 慢性肉弾腫症 / 浩血微小環境 / 選択的増幅潰伝子 / 浩血幹細胞 / エリスロポエチン受容体

研究概要

造血幹細胞遺伝子治療の効果を改善するため、X連鎖型慢性肉芽腫症(X-CGD)をモデル疾患として、選択的増幅遺伝子(SAG)の改良を行った。SAGは、造血因子受容体とエリスロポエチンEpoにより活性化されて増殖シグナルを発する融合蛋白質をコードする人工遺伝子で、臨床応用を念頭に全てのコンポーネントをヒト化した。コロニーアッセイにて細胞増幅機能を確認した改良型SAGをX-CGD骨髄細胞に導入して同系マウスに移植後、Epoを投与して遺伝子導入細胞の体内増幅が可能か検討した。末梢血中の機能回復顆粒球の割合は、第1クールの刺激にて1.0±0.1%から3.9±0.8%(P=0.006)、第2クールの刺激にては1.5±1.1%から3.2±2.2%(P=0.065)へと上昇し、Epo反応型SAGによって、X-CGDマウスの治療効果が増強しうることが示された。現在、サルを用いた前臨床研究の準備を進めている。細胞輸注の前処置による副作用低減と遺伝子導入細胞の生着促進のため、骨髄内移植法の効果を検討した。X-CGDマウスに低線量(4Gy)のガンマ線を照射後、野生型マウスの骨髄細胞を通常の静注法と骨髄内注入法にて移植し、活性酸素産生能を比較した。10^6個以上の細胞を移植した場合は両者ともに正常細胞が生着したが、それ未満の場合は骨髄内移植法で移植した場合のみ治療域の正常細胞が長期間生着した。骨髄の造血微小環境を形成する間質細胞は間葉系幹細胞(MSC)から分化したものであり、造血幹細胞の生着を促進するとして注目されている。そこで、MSC分化の分子機構1や造血幹細胞との相互作用を解析した。マウス間質細胞10T1/2親株に比べ、造血支持能を有する亜株はSteel factor・CXCL12・Ang-1など造血に関わる液性因子を高発現しており、その発現量が、骨髄球系細胞が分泌するサイトカイン刺激によりさらに増加するとともに、共培養した造血前駆細胞のcobblestone areaおよび造血コロニーの形成が促進された。以上から、MSCの同時移植が遺伝子導入細胞の生着促進に有用であることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of ovarian cancer by muscle-mediated expression of soluble VEGFR-1/Flt-1 using adeno-associated virus serotype 1-derived vector. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takei Y et al.
  • 雑誌名: International Journal of Cancer 120・2 ページ: 278-284
• [雑誌論文] Prevention of diabetic retinopathy by intraocular soluble flt-1 gene transfer in a spontaneously diabetic rat model. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ideno J et al.
  • 雑誌名: International Journalof Molecular Medicine 19・1 ページ: 75-79
• [雑誌論文] Utility of intraperitoneal administration as a route of AAV serotype 5 vector-mediated neonatal gene transfer. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura T, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Gene Medicine 8・8 ページ: 990-997
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adipose tissue as a novel target for in vivo gene transfer by using adeno-associated virus vectors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mizukami H, et al.
  • 雑誌名: Human Gene Therapy 17・9 ページ: 921-928
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Utility of intraperitoneal administration as a route of AAV serotype 5 vector-mediated neonatal gene transfer. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura T, Mizukami H, Mimuro J, Okada T, Matsushita T, Urabe M, Kume A, Hamada H, Yoshikawa H, Sakata Y, Ozawa K
  • 雑誌名: J Gene Med 8(8) ページ: 990-997
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adipose Tissue as a Novel Target for In Vivo Gene Transfer by Using Adeno-Associated Virus Vectors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mizukami H, Mimuro J, Ogura T, Okada T, Urabe M, Kume A, Sakata Y, Ozawa K
  • 雑誌名: Hum Gene Ther 17(9) ページ: 921-928
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A histone deacetylase inhibitor enhances recombinant adeno-associated virus-mediated gene expression in tumor cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Okada T et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy 13・4 ページ: 738-746
• [雑誌論文] Removal of empty capsids from type 1 adeno-associated virus type vector stocks by anion-exchange chromatography potentiates transgene (2006)
  • 著者名/発表者名: Urabe M et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy 13・4 ページ: 823-828
• [雑誌論文] Utility of intraperitoneal administration as a route of AAV serotyoe 5 vector-mediated neonatal gene transfer. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura T et al.
  • 雑誌名: The Journal of Gene Medicine 8・8 ページ: 990-997
• [雑誌論文] Adipose tissue as a novel target for in vivo gene transfer by using adeno-associated virus vectors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mizukami H et al.
  • 雑誌名: Human Gene Therapy 17・9 ページ: 921-928
• [雑誌論文] Scalable generation ofg high-titer recombinant adeno-associated virus type 5 in insect cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Urabe M, et al.
  • 雑誌名: Journal of Virology 80・4 ページ: 1874-1885
• [雑誌論文] A histone deacetylase inhibitor enhances recombinant adeno-associated virus-mediated gene expression in tumor cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Okada T, et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy (印刷中)
• [雑誌論文] Removal of empty capsids from type 1 adeno-associated virus type vector stocks by anion-exchange chromatography potentiates transgene expression (2006)
  • 著者名/発表者名: Urabe M, et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy (印刷中)
• [雑誌論文] Utility of intraperitoneal administration as a route of AAV serotype 5 vector-mediated neonatal gene transfer (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura T, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Gene Medicine (印刷中)
• [雑誌論文] Specific and efficient transduction of cochlear inner hair cells with recombinant adeno-associated virus type 3 vector (2005)
  • 著者名/発表者名: Liu Y, et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy 12・4 ページ: 725-732
• [雑誌論文] Large-scale production of recombinant viruses of use of a large culture vessel with active gassing (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada T, et al.
  • 雑誌名: Human Gene Therapy 16・10 ページ: 1212-1218
• [雑誌論文] Long-term correction of hyperphenylalaninemia by AAV-mediated gene transfer leads to behavioral recovery in phenylketonuria mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki S, et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・13 ページ: 1081-1086
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expansion of genetically corrected neutrophils in chronic granulomatous disease mice by cotransferring a therapeutic gene and a selective amplifier gene. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara T, et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・18 ページ: 1370-1377
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] High-level in vivo gene marking after gene-modified autologous hematopoietic stem cell transplantation without marrow conditioning in nonhuman primates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueda K, et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy 10・3 ページ: 469-477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adeno-associated virus vector-mediated interleukin-10 gene transfer inhibits atherosclerosis in apoprotein E-deficient mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka T, et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・24 ページ: 1772-1779
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Long-term correction of hyperphenylalaninemia by AAV-mediated gene transfer leads to behavioral recovery in phenylketonuria mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki S, Mizukami H, Ogura T, Kure S, Ichinohe A, Kojima K, Matsubara Y, Kobayashi E, Okada T, Hoshika A, Ozawa K, Kume A
  • 雑誌名: Gene Ther 11(13) ページ: 1081-1086
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expansion of genetically corrected neutrophils in chronic granulomatous disease mice by cotransferring a therapeutic gene and a selective amplifier gene. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara T, Kume A, Hanazono Y, Mizukami H, Okada T, Tsurumi H, Moriwaki H, Ueda Y, Hasegawa M, Ozawa K
  • 雑誌名: Gene Ther 11(18) ページ: 1370-1377
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High-level in vivo gene marking after gene-modified autologous hematopoietic stem cell transplantation without marrow conditioning in nonhuman primates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueda K, Hanazono Y, Shibata H, Ageyama N, Ueda Y, Ogata S, Tabata T, Nagashima T, Takatoku M, Kume A, Ikehara S, Taniwaki M, Terao K, Hasegawa M, Ozawa K
  • 雑誌名: Mol Ther 10(3) ページ: 469-477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adeno-associated virus vector-mediated interleukin-1O gene transfer inhibits atherosclerosis in apoprotein E-deficient mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka T, Okada T, Maeda Y, Ikeda U, Shimpo M, Nomoto T, Takeuchi K, Nonaska-Sarukawa M, Ito T, Takahashi T, Mizukami H, Hanazono Y, Kume A, Ookawara S, Kawano M, Ishibashi S, Shimada K, Ozawa K
  • 雑誌名: Gene Ther 11(24) ページ: 1772-1779
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Separate control of Rep and Cap expression utilizing mutant and wild-type loxP sequences and improved packaging system for adeno-associated virus vector production (2004)
  • 著者名/発表者名: Mizukami H, et al.
  • 雑誌名: Molecular Biotechnology 27・1 ページ: 7-14
• [雑誌論文] Long-term correction of hyperphenylalaninemia by AAV-mediated gene transfer leads to behavioral recovery in phenylketonuria mice (2004)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki S, et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・13 ページ: 1081-1086
• [雑誌論文] Expansion of genetically corrected neutrophils in chronic granulomatous disease mice by cotransferring a therapeutic gene and a selective amplifier gene (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara T, et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・18 ページ: 1370-1377
• [雑誌論文] High-level in vivo gene marking after gene-modified autologous hematopoietic stem cell transplantation without marrow conditioning in nonhuman primates (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueda K, et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy 10・3 ページ: 469-477
• [雑誌論文] Sustained transgene expression by human cord blood derived CD34+ cells transduced with simian immunodeficiency virus agmTYO1-based vectors carrying the human coagulation factor VIII gene in NOD/SCID mice (2004)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi J, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Gene Medicine 6・10 ページ: 1049-1060
• [雑誌論文] Adeno-associated virus vector-mediated interleukin-10 gene transfer inhibits atherosclerosis in apoprotein E-deficient mice (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka T, et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・24 ページ: 1772-1779