iPS細胞と遺伝子改変技術を用いたGorlin症候群の病態解析と治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 17K10061
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 小児科学
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 宮下 俊之 北里大学, 医学部, 教授 (60174182)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 母斑基底細胞癌症候群 / iPS細胞 / CRISPR/Cas9 / Gorlin症候群 / PTCH1 / 髄芽腫 / CRISPR/Cas9システム / CRISPR/Cas9 システム / 遺伝子 / 遺伝学 / 再生医学 / 癌

研究成果の概要

母斑基底細胞癌症候群（NBCCS）4症例より樹立したinduced pluripotent stem cell（iPSC）を免疫不全マウスに移植して発生した奇形腫には、全例で髄芽腫が含まれており、LOHや塩基の欠失といったセカンドヒットとなる変異がPTCH1遺伝子の正常アレルに生じていた。これはNBCCSに発症する髄芽腫の新たなモデルと考えられた。
またCRISPR/Cas9システムを用いてPTCH1遺伝子の両アレルともに変異をもつiPS細胞を作製し同様に移植したところ、髄芽腫を含む外胚葉組織が大部分を占め、内胚葉及び中胚葉組織が少なく、外胚葉への分化が優先的に誘導されることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、母斑基底細胞癌症候群（NBCCS）に発症する髄芽腫の新たな実験モデルがヒト細胞を用いて確立されたと考えられる。今後iPS細胞をある程度分化させた後でマウスの移植することで、基底細胞癌など、髄芽腫以外の腫瘍の発症モデルの確立も期待される。
また本モデルは将来NBCCSに発症する腫瘍に有効な薬剤のスクリーニングにも応用可能と思われる。

研究成果

• [雑誌論文] A familial case of overgrowth syndrome caused by a 9q22.3 microdeletion in a mother and daughter (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamada Hikari、Shimura Masaru、Takahashi Hidekuni、Nara Shonosuke、Morishima Yasuyuki、Go Soken、Miyashita Toshiyuki、Numabe Hironao、Kawashima Hisashi
  • 雑誌名: European Journal of Medical Genetics 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 103872-103872
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2020.103872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gorlin syndrome-induced pluripotent stem cells form medulloblastoma with loss of heterozygosity in PTCH1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Ikemoto Yu、Miyashita Toshiyuki、Nasu Michiyo、Hatsuse Hiromi、Kajiwara Kazuhiro、Fujii Katsunori、Motojima Toshino、Toyoda Masashi、Umezawa Akihiro
  • 雑誌名: Aging 巻: 印刷中
  • DOI: 10.1101/858555
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dysregulated DNA methylation of GLA gene was associated with dysfunction of autophagy (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Yanagisawa, Mohammad Arif Hossaina, Takashi Miyajima, KazuakiNagao, Toshiyuki Miyashita, Yoshikatsu Eto
  • 雑誌名: Molecular Genetics and Metabolism 巻: 126 号: 4 ページ: 460-465
  • DOI: 10.1016/j.ymgme.2019.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] MicroRNAs profiling in fibroblasts derived from patients with Gorlin syndrome (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiohama Tadashi、Fujii Katsunori、Miyashita Toshiyuki、Takatani Tomozumi、Ikehara Hajime、Uchikawa Hideki、Motojima Toshino、Uchida Tomoko、Shimojo Naoki
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 64 号: 8 ページ: 757-765
  • DOI: 10.1038/s10038-019-0607-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel PTCH1 mutation in basal cell nevus syndrome with rare craniofacial features (2019)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Kurosaka H, Ohata Y, Aikawa T, Takahata S, Fujii K, Miyashita T, Morita C, Inubushi T, Kubota T, Sakai N, Ozono K, Kogo M, Yamashiro T.
  • 雑誌名: Human Genome Variation 巻: 6 号: 1 ページ: 16-16
  • DOI: 10.1038/s41439-019-0047-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gorlin症候群の遺伝子診断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮下俊之、高山吉永
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 268 ページ: 123-126
• [雑誌論文] MicroRNAs profiling in fibroblasts derived from patients with Gorlinsyndrome (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiohama T., Fujii K., Miyashita T., Takatani T., Ikehara H., Uchikawa H., Motojima T., Uchida T. and Shimojo N.
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遺伝子バリアントの表記法 第3回 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮下 俊之
  • 雑誌名: 家族性腫瘍 巻: 18 号: 1 ページ: 12-14
  • DOI: 10.18976/jsft.18.1_12
  • NAID: 130007499068
  • ISSN: 1346-1052, 2189-6674
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] L-leucine and SPNS1 coordinately ameliorate dysfunction of autophagy in mouse and human Niemann-Pick type C disease. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa H, Ishii T, Endo K, Kawakami E, Nagao K, Miyashita T, Akiyama K, Watabe K, Komatsu M, Yamamoto D, Eto Y.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 号: 1 ページ: 15994-15994
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15305-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Somatic mosaicism containing double mutations in PTCH1 revealed by generation of induced pluripotent stem cells from nevoid basal cell carcinoma syndrome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikemoto, Y., Takayama, Y., Fujii, K., Masuda, M., Kato, C., Hatsuse, H., Fujitani, K., Nagao, K., Kameyama, K., Ikehara, H., Toyoda, M., Umezawa, A. and Miyashita, T.
  • 雑誌名: Journal of Medical Genetics 巻: － 号: 8 ページ: 579-584
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2016-104490
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Brain morphology in children with nevoid basal cell carcinoma syndrome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiohama, T., Fuji, K., Miyashita, T., Mizuochi, H., Uchikawa, H., Shimojo, N.
  • 雑誌名: American Journal of Medical Genetics A 巻: 173 号: 4 ページ: 946-952
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.38115
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The serine 106 residue within the N-terminal transactivation domain is crucial for Oct4 function in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Mitani A, Fukuda A, Miyashita T, Umezawa A, Akutsu H
  • 雑誌名: zygote 巻: 25 号: 2 ページ: 197-204
  • DOI: 10.1017/s0967199417000053
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] ヘッジホッグシグナル伝達の亢進と疾患 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮下 俊之
  • 学会等名: お茶の水がん学アカデミア第161 回集会
  • 招待講演
• [学会発表] PTCH1遺伝子の全欠失を伴うGorlin症候群（9q22.3微細欠失）の親子例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 志村優、山田ひかり、長谷川里奈、高橋英城、奈良昇乃助、森島靖行、呉宗憲、宮下俊之、沼部博直、河島尚志
  • 学会等名: 第122回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] ヘッジホッグ異常症のiPS細胞とゲノム編集 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮下 俊之
  • 学会等名: 第61回日本小児神経学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] マウスのインプリンティング型X染色体不活化においてRNF12はREX1の抑制によって父由来non-coding RNA Tsix を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村 茜里、福田 篤、阿久津 英憲、宮下 俊之
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 次世代シークエンサーを用いたGorlin症候群患者に発症した各種腫瘍の遺伝子解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 兼友裕大、高山吉永、初瀬洋美、藤谷和子、長尾 和右、亀山 孝三、宮下 俊之
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Generation of iPSC cells as a model for NBCCS by using CRISPR/Cas9 system (2018)
  • 著者名/発表者名: 長尾 和右、加藤 千勢、初瀬 洋美、高山 吉永、亀山 孝三、梅澤 明弘、藤井克則、宮下 俊之
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 母斑基底細胞癌症候群患者由来細胞を用いた腫瘍の作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長尾 和右、加藤 千勢、初瀬 洋美、高山 吉永、亀山 孝三、梅澤 明弘、藤井克則、宮下 俊之
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 母斑基底細胞がん症候群（NBCCS）の責任遺伝子に見られる遺伝子変異解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高山 吉永、初瀬 洋美、長尾 和右、亀山 孝三、藤井克則、宮下 俊之
  • 学会等名: 第50回 日本臨床分子形態学会総会・学術集会
• [学会発表] ゲノム編集を行った母斑基底細胞癌症候群由来iPS細胞の細胞生物学的特性の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮下 俊之、長尾 和右、藤井克則
  • 学会等名: 第24回日本家族性腫瘍学会学術集会
• [学会発表] MicroRNA analysis in dermal fibroblasts derived from Gorlin syndrome patients (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiohama, T. Fujii, K. Takatani, T. Miyashita, T. Ikehara, H. Fujita, M. Fukuhara, T. Shimojo, N.
  • 学会等名: 第59回小児神経学会総会
• [学会発表] 疾患特異的iPS細胞の解析を契機に発見された母斑基底細胞癌症候群のモザイク症例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮下 俊之、高山吉永、藤井 克則、梅澤 明弘
  • 学会等名: 第23回日本家族性腫瘍学会学術集会
• [学会発表] 母斑基底細胞癌症候群患者由来のiPS細胞に見いだされたPTCH1遺伝子の体細胞モザイク変異 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高山吉永、長尾 和右、宮下 俊之、藤井 克則
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Gorlin症候群責任遺伝子PTCH1のディープシークエンス解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増田 木理、兼友裕大、高山吉永、初瀬洋美、藤谷和子、長尾 和右、亀山 孝三、藤井 克則、宮下 俊之
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いたNBCCS疾患モデルiPS細胞の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荒井佑斗、加藤千勢、長尾和右、初瀬洋美、高山吉永、亀山孝三、梅澤 明弘、藤井 克則、宮下 俊之
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [備考] 北里大学医学部 分子遺伝学
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~molgen/index.html
• [備考] 北里大学医学部分子遺伝学
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~molgen/
• [備考] NBCCS mutations found in our laboratoty
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~molgen/sub10.html