ゲノム編集技術を用いた先天性好中球減少症の病態解析と治療開発

• 研究課題/領域番号: 18K07847
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 小林 正夫 広島大学, 医系科学研究科(医), 名誉教授 (00162016)
• 研究分担者: 津村 弥来 広島大学, 医系科学研究科(医), 研究員 (80646274)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 好中球減少症 / iPS細胞 / 遺伝子編集 / 好中球エラスターゼ / 先天性好中球減少症 / アポトーシス / 疾患特異的iPS細胞 / SRP54 / 好中球アポトーシス

研究成果の概要

先天性好中球減少症（SCN）は種々の遺伝子異常で発症する多様な疾患群であり，責任遺伝子と病態との関係の詳細が明らかでない。最も頻度の高い好中球エラスターゼ遺伝子変異SCNの病態解明を，患者由来のiPS細胞の樹立後，骨髄顆粒球系細胞への分化誘導を行い，前骨髄球での早期アポトーシス細胞の増加を明らかとした。患者骨髄での成熟障害に一致する所見であった。遺伝子編集から，好中球エラスターゼをノックアウトすることで，正常人由来iPSと同様に，好中球への分化が認められたことから，変異エラスターゼが骨髄顆粒球系細胞の増殖分化を阻害することが，本症の病因として重要な役割を果たしている可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先天性好中球減少症は病因，治療法が確立されていない遺伝性希少疾患である。現段階における唯一の根治療法は造血幹細胞移植であるが，疾患の病因を解明することで，新規治療法の開発が可能となる。本研究は，患者さんの骨髄細胞から樹立した疾患特異的iPS細胞を樹立し，遺伝子編集技術を応用してその病因解析と治療法開発を目的とした。患者さんからの骨髄細胞を用いた研究には限界があり，疾患特異的iPS細胞の樹立と利用は研究範囲の拡大に繋がる。また，遺伝子編集技術は根治療法の開発の可能性ももたらすことから，本研究の手法は多くの遺伝性疾患の病因解析，治療開発に有用な研究手段であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Human STAT1 Gain-of-Function Heterozygous Mutations: Chronic Mucocutaneous Candidiasis and Type I Interferonopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Okada Satoshi、Asano Takaki、Moriya Kunihiko、Boisson-Dupuis Stephanie、Kobayashi Masao、Casanova Jean-Laurent、Puel Anne
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 40 号: 8 ページ: 1065-1081
  • DOI: 10.1007/s10875-020-00847-x
  • NAID: 120007168960
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] IRAK4 Deficiency Presenting with Anti-NMDAR Encephalitis and HHV6 Reactivation (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Shiho、Kobayashi Yoshiyuki、Ohnishi Hidenori、Moriya Kunihiko、Tsumura Miyuki、Sakata Sonoko、Mizoguchi Yoko、Takada Hidetoshi、Kato Zenichiro、Sancho-Shimizu Vanessa、Picard Capucine、Irani Sarosh R.、Ohara Osamu、Casanova Jean-Laurent、Puel Anne、Ishikawa Nobutsune、Okada Satoshi、Kobayashi Masao
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 41 号: 1 ページ: 125-135
  • DOI: 10.1007/s10875-020-00885-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hematopoietic Cell Transplantation for Chronic Granulomatous Disease in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Yanagimachi M, Kato K, Iguchi A, Sasaki K, Kiyotani C, Koh K, Koike T, Sano H, Shigemura T, Muramatsu H, Okada K, Inoue M, Tabuchi K, Nishimura T, Mizukami T, Nunoi H, Imai K, Kobayashi M, Morio T.
  • 雑誌名: Front Immunol 巻: 11 ページ: 1617-1617
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.01617
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bone marrow transplantation from a human leukocyte antigen-mismatched unrelated donor in a case with C1q deficiency associated with refractory systemic lupus erythematosus (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumura Risa、Mochizuki Shinji、Maruyama Natsuki、Morishita Yusuke、Kawaguchi Hiroshi、Okada Satoshi、Tsumura Miyuki、Kaji Shunsaku、Shimizu Junya、Shimada Akira、Kobayashi Masao
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 113 号: 2 ページ: 302-307
  • DOI: 10.1007/s12185-020-03004-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Downregulation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and endothelin-1 (ET-1) in a co-culture system with human stimulated X-linked CGD neutrophils. (2020)
  • 著者名/発表者名: akamura-Utsunomiya A, Tsumura M, Okada S, Kawaguchi H, Kobayashi M
  • 雑誌名: PLoS one 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human gain-of-function STAT1 mutation disturbs IL-18 immunity in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Tamaura M, Satoh-Takayama N, Tsumura M, Sasaki T, Goda S, Kageyama T, Hayakawa S, Kimura S, Asano T, Nakayama M, Koseki H, Ohara O, Okada S, Ohno H, Kobayashi M
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 32 ページ: 259-272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human gain-of-function STAT1 mutation disturbs IL-17 immunity in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamaura Moe、Satoh-Takayama Naoko、Tsumura Miyuki、Sasaki Takaharu、Goda Satoshi、Kageyama Tomoko、Hayakawa Seiichi、Kimura Shunsuke、Asano Takaki、Nakayama Manabu、Koseki Haruhiko、Ohara Osamu、Okada Satoshi、Ohno Hiroshi、Kobayashi Masao
  • 雑誌名: International Immunology 巻: － 号: 4 ページ: 259-272
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz079
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human granulocytes undergo cell death via autophagy (2018)
  • 著者名/発表者名: Kajiume T, Kobayashi M
  • 雑誌名: Cell Death Discov 巻: 4 号: 1 ページ: 111-116
  • DOI: 10.1038/s41420-018-0131-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Successful Bone Marrow Transplantation Using an Immunomyelosuppressive Conditioning in Patients with Severe Congenital Neutropenia: The Results of a Single-Institute. (2019)
  • 著者名/発表者名: Risa Matsumura, Shiho Nishimura, Yoko Mizoguchi, Mizuka Miki, Maki Taniguchi,Maiko Shimomura, Shuhei Karakawa, Shinji Mochizuki, Takehiko Doi,Hiroshi Kawaguchi, and Masao Kobayashi
  • 学会等名: The 61st Annual Meeting and Exposition of American Society of Hematology
  • 国際学会
• [図書] 新臨床内科学 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林正夫（一部執筆）：先天性好中球減少症，周期性好中球減少症
  • 出版者: 医学書院