脊髄小脳変性症モデルマウスを用いたCRISPR/Cas13による新しい核酸医療

• 研究課題/領域番号: 19K07994
• 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52020:神経内科学関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 松田 由喜子 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 研究員 (10735301)
• 研究分担者: 森野 豊之 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (10397953)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2019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: 脊髄小脳変性症 / プルキンエ細胞 / CACNA1G

研究開始時の研究の概要

優性遺伝性脊髄小脳変性症（SCD）は小脳性運動失調を主症状とする神経変性疾患です。原因遺伝子が多数明らかにされてきましたが病態が多岐にわたり、根本的治療のための低分子医薬品は未開発です。申請者らは、T型Caチャネルの点変異がSCDの原因遺伝子であることを見出しモデルマウスを作製しました。このマウスはヒトと同様緩徐な進行性の運動失調症状を示しました。本研究において、SCDモデルマウスを用い新しい核酸医療の開発を行います。

研究成果の概要

常染色体優性遺伝性脊髄小脳変性症(SCD)のうち点変異による病型に対して変異型遺伝子の発現を抑制する新規治療法の開発を目的として、SCA42ノックインマウスを用いてCRISPR/Cas13dによる変異型遺伝子の転写物を分解する方法を検討した。ターゲット遺伝子を特異的に認識するCas13dシステムを組み込んだアデノ随伴ウイルスを作製しマウス小脳培養細胞系にてターゲット遺伝子の発現を抑制出来る系を確立した。今後、変異型に対してより特異性の高い条件を探索し、ノックインマウス個体における治療効果を検討する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

点変異型常染色体優性遺伝性脊髄小脳変性症において、病因である変異型mRNAを選択的に分解することができれば病状の改善を期待できる。ターゲット遺伝子を特異的に認識するCas13dシステムを組み込んだアデノ随伴ウイルスによりマウス小脳培養細胞系にてターゲット遺伝子の発現を抑制出来る系を確立した。今後さらなる検討を必要とするが、新しい治療法の開発において有効な方法と期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Kv11 (ether-a-go-go-related gene) voltage-dependent K + channels promote resonance and oscillation of subthreshold membrane potentials (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Toshinori, Yamasaki Miwako, Abe Manabu, Matsuda Yukiko, Morino Hiroyuki, Kawakami Hideshi, Sakimura Kenji, Watanabe Masahiko, Hashimoto Kouichi
  • 雑誌名: The Journal of Physiology 巻: 599(2) 号: 2 ページ: 547-569
  • DOI: 10.1113/jp280342
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Zonisamide can ameliorate the voltage-dependence alteration of the T-type calcium channel CaV3.1 caused by a mutationresponsible for spinocerebellar ataxia (2020)
  • 著者名/発表者名: N. Hara, H. Morino, Y. Matsuda, K. Satoh, K. Hashimoto, H. Maruyama, H. Kawakami
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 13 号: 1 ページ: 163-163
  • DOI: 10.1186/s13041-020-00700-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The first Japanese case of primary familial brain calcification caused by an MYORG variant (2020)
  • 著者名/発表者名: Kume Kodai, Takata Tadayuki, Morino Hiroyuki, Matsuda Yukiko, Ohsawa Ryosuke, Tada Yui, Kurashige Takashi, Kawakami Hideshi
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 65(10) 号: 10 ページ: 917-920
  • DOI: 10.1038/s10038-020-0779-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aggressive periodontitis and NOD2 variants (2020)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Noriyoshi, Kume Kodai, Nagatani Yukiko, Matsuda Shinji, Iwata Tomoyuki, Ouhara Kazuhisa, Kajiya Mikihito, Takeda Katsuhiro, Matsuda Yukiko, Tada Yui, Ohsawa Ryosuke, Morino Hiroyuki, Mihara Keichiro, Fujita Tsuyoshi, Kawaguchi Hiroyuki, Shiba Hideki, Kawakami Hideshi, Kurihara Hidemi
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 65(10) 号: 10 ページ: 841-846
  • DOI: 10.1038/s10038-020-0777-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biallelic mutation of HSD17B4 induces middle age-onset spinocerebellar ataxia (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Yukiko、Morino Hiroyuki、Miyamoto Ryosuke、Kurashige Takashi、Kume Kodai、Mizuno Noriyoshi、Kanaya Yuhei、Tada Yui、Ohsawa Ryosuke、Yokota Kazunori、Shimozawa Nobuyuki、Maruyama Hirofumi、Kawakami Hideshi
  • 雑誌名: Neurology Genetics 巻: 6(1) 号: 1
  • DOI: 10.1212/nxg.0000000000000396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Middle-age-onset cerebellar ataxia caused by a homozygous TWNK variant: a case report (2020)
  • 著者名/発表者名: Kume Kodai、Morino Hiroyuki、Miyamoto Ryosuke、Matsuda Yukiko、Ohsawa Ryosuke、Kanaya Yuhei、Tada Yui、Kurashige Takashi、Kawakami Hideshi
  • 雑誌名: BMC Medical Genetics 巻: 21(1) 号: 1
  • DOI: 10.1186/s12881-020-01002-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optineurin regulates osteoblastogenesis through STAT1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Noriyoshi、Iwata Tomoyuki、Ohsawa Ryosuke、Ouhara Kazuhisa、Matsuda Shinji、Kajiya Mikihito、Matsuda Yukiko、Kume Kodai、Tada Yui、Morino Hiroyuki、Yoshimoto Tetsuya、Ueki Yasuyoshi、Mihara Keichiro、Sotomaru Yusuke
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 525(4) 号: 4 ページ: 889-894
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.03.028
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic screening for potassium channel mutations in Japanese autosomal dominant spinocerebellar ataxia (2020)
  • 著者名/発表者名: Tada Yui、Kume Kodai、Matsuda Yukiko、Kurashige Takashi、Kanaya Yuhei、Ohsawa Ryosuke、Morino Hiroyuki、Tabu Hayato、Kaneko Satoshi、Suenaga Toshihiko、Kakizuka Akira、Kawakami Hideshi
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 65(4) 号: 4 ページ: 363-369
  • DOI: 10.1038/s10038-019-0717-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Retinitis pigmentosa prior to familial ALS caused by a homozygous cilia and flagella-associated protein 410 mutation (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurashige Takashi、Morino Hiroyuki、Matsuda Yukiko、Mukai Tomoya、Murao Tomomi、Toko Megumi、Kume Kodai、Ohsawa Ryosuke、Torii Tsuyoshi、Tokinobu Hiroshi、Maruyama Hirofumi、Kawakami Hideshi
  • 雑誌名: Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry 巻: 91(2) 号: 2 ページ: 220-222
  • DOI: 10.1136/jnnp-2019-321279
  • 査読あり
• [雑誌論文] C-terminal mutations in SYNE1 are associated with motor neuron disease in patients with SCAR8 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kume Kodai、Morino Hiroyuki、Komure Osamu、Matsuda Yukiko、Ohsawa Ryosuke、Kurashige Takashi、Kanaya Yuhei、Tada Yui、Kawakami Hideshi
  • 雑誌名: Journal of the Neurological Sciences 巻: 402 ページ: 118-120
  • DOI: 10.1016/j.jns.2019.05.001
  • 査読あり
• [学会発表] Transcriptomic analysis using model mice of spinocerebellar ataxia 42 (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Y, Morino H, Sotomaru Y, Kurashige T, Maruyama H, Kawakami H.
  • 学会等名: 第62回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Biochemical analysis of middle-age-onset SCAR caused by a biallelic mutation of HSD17B4 (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Y, Morino H, Kurashige T, Miyamoto R, Maruyama H, Kawakami H
  • 学会等名: 第61回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Degeneration of cerebellar Purkinje cells in the knock-in mice harboring SCA42 mutation (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Y, Morino H, Kurashige T, Nakayama H, Matsuoka T, Sotomaru Y, Hashimoto K, Kawakami H
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] Homozygous mutation in dehydrogenase domain of DBP cause slowly progressive spinocerebellar ataxia (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Y, Morino H, Miyamoto R, Kawakami H
  • 学会等名: 第60回日本神経学会学術大会