網羅的遺伝子解析を軸にした網膜色素変性の病態解明と新規治療法開発

• 研究課題/領域番号: 19K09929
• 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56060:眼科学関連
• 研究機関: 長崎大学 (2020-2021); 京都大学 (2019)
• 研究代表者: 大石 明生 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (50572955)
• 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 網膜色素変性 / 遺伝子検査 / 遺伝型表現型解析 / 環境因子 / 分化誘導 / stop codon readthrough / 次世代シーケンサー / 遺伝子治療

研究開始時の研究の概要

網膜色素変性は遺伝性疾患であり、進行性の網膜障害を来す。本研究では研究代表者がこれまで行ってきた網羅的遺伝子診断の成果を軸とし、premature termination codonの変異を持つ患者から樹立した疾患特異iPS細胞を用いてstop codon readthroughによる治療法を開発することを第一の目的とする。さらに既報の遺伝子を網羅的に調べても原因遺伝子が特定できなかった症例から、家系解析および人工知能を用いて原因となる遺伝子の候補を絞り込み、動物実験で表現型を確認することで新規遺伝子の同定を目指す。

研究成果の概要

網膜色素変性患者に対し網羅的遺伝子解析を行うことで多数の症例で原因遺伝子を同定すること、また特定の遺伝子変異を持つ患者さんからiPS細胞を樹立し、治療法を検討することを目的に研究を行った。その結果、新たに98人の患者さんで原因となる遺伝子バリアントを特定し、本邦ではEYS遺伝子が原因として多いことを確認した。いくつかの遺伝子について、検査所見や進行速度について結果を報告した。また環境因子、特に喫煙歴や光照射が網膜障害に影響しうることを見出した。iPS細胞に対しCRXとNEUROD1を導入することで効率よく視細胞様に分化させられることを見出しこれを報告した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

網膜色素変性には多くの原因遺伝子があり、その頻度には人種間での差も大きい。日本で特に多い遺伝子、およびバリアントを特定することは、今後治療法を考えるうえでより多くの方を対象と出来るようにするための基礎的な情報となる。また現時点で確立した治療方法のないこの疾患について、喫煙が網膜変性を進行させる可能性を示したことは、禁煙というすぐにでも実行可能な介入を勧める根拠となる。またiPS細胞から効率的に視細胞様の細胞を分化させる方法は今後iPS細胞を使った研究を行う上で広く応用可能な技術となる。

研究成果

• [雑誌論文] One-step induction of photoreceptor-like cells from human iPSCs by delivering transcription factors (2022)
  • 著者名/発表者名: Otsuka Yuki、Imamura Keiko、Oishi Akio、Kondo Takayuki、Suga Mika、Yada Yuichiro、Shibukawa Ran、Okanishi Yasue、Sagara Yukako、Tsukita Kayoko、Tsujikawa Akitaka、Inoue Haruhisa
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 号: 4 ページ: 103987-103987
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.103987
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between the number of visual fields and the accuracy of future prediction in eyes with retinitis pigmentosa (2021)
  • 著者名/発表者名: Asaoka Ryo、Oishi Akio、Fujino Yuri、Murata Hiroshi、Azuma Keiko、Miyata Manabu、Obata Ryo、Inoue Tatsuya
  • 雑誌名: BMJ Open Ophthalmology 巻: 6 号: 1 ページ: e000900-e000900
  • DOI: 10.1136/bmjophth-2021-000900
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic and Phenotypic Landscape of PRPH2-Associated Retinal Dystrophy in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Oishi Akio、Fujinami Kaoru、Mawatari Go、Naoi Nobuhisa、Ikeda Yasuhiro、Ueno Shinji、Kuniyoshi Kazuki、Hayashi Takaaki、Kondo Hiroyuki、Mizota Atsushi、Shinoda Kei、Kusuhara Sentaro、Nakamura Makoto、Iwata Takeshi、Tsujikawa Akitaka、Tsunoda Kazushige
  • 雑誌名: Genes 巻: 12 号: 11 ページ: 1817-1817
  • DOI: 10.3390/genes12111817
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detecting Progression of Retinitis Pigmentosa Using the Binomial Pointwise Linear Regression Method (2021)
  • 著者名/発表者名: Asano Shotaro、Oishi Akio、Asaoka Ryo、Fujino Yuri、Murata Hiroshi、Azuma Keiko、Miyata Manabu、Obata Ryo、Inoue Tatsuya
  • 雑誌名: Translational Vision Science & Technology 巻: 10 号: 13 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1167/tvst.10.13.15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection Sensitivity of Retinitis Pigmentosa Progression Using Static Perimetry and Optical Coherence Tomography (2021)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa Tomoko、Oishi Akio、Ikeda Hanako Ohashi、Numa Shogo、Miyata Manabu、Otsuka Yuki、Oishi Maho、Tsujikawa Akitaka
  • 雑誌名: Translational Vision Science & Technology 巻: 10 号: 8 ページ: 31-31
  • DOI: 10.1167/tvst.10.8.31
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of outer nuclear layer overshadowed by retinal vessels in retinitis pigmentosa (2021)
  • 著者名/発表者名: Otsuka Yuki、Oishi Akio、Miyata Manabu、Uji Akihito、Oishi Maho、Hasegawa Tomoko、Numa Shogo、Ikeda Hanako Ohashi、Tsujikawa Akitaka
  • 雑誌名: Eye 巻: - 号: 5 ページ: 1042-1049
  • DOI: 10.1038/s41433-021-01578-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and validation of a visual field cluster in retinitis pigmentosa (2021)
  • 著者名/発表者名: Omoto Takashi、Oishi Akio、Asaoka Ryo、Fujino Yuri、Murata Hiroshi、Azuma Keiko、Miyata Manabu、Obata Ryo、Inoue Tatsuya
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 9671-9671
  • DOI: 10.1038/s41598-021-89233-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical Characteristics, Differential Diagnosis and Genetic Analysis of Concentric Retinitis Pigmentosa (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakahara Mei、Oishi Akio、Miyata Manabu、Ikeda Hanako Ohashi、Hasegawa Tomoko、Numa Shogo、Otsuka Yuki、Oishi Maho、Matsuda Fumihiko、Tsujikawa Akitaka
  • 雑誌名: Life 巻: 11 号: 3 ページ: 260-260
  • DOI: 10.3390/life11030260
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genotype and Long-term Clinical Course of Bietti Crystalline Dystrophy in Korean and Japanese Patients. (2021)
  • 著者名/発表者名: Murakami Y, Koyanagi Y, Fukushima M, Yoshimura M, Fujiwara K, Akiyama M, Momozawa Y, Ueno S, Terasaki H, Oishi A, Miyata M, Ikeda H, Tsujikawa A, Mizobuchi K, Hayashi T, Fujinami K, Tsunoda K, Park JY, Han J, Kim M, Lee CS, Kim SJ, Park TK, Joo K, Woo SJ, Ikeda Y, Sonoda KH.
  • 雑誌名: Ophthalmol Retina 巻: - 号: 12 ページ: 1269-1279
  • DOI: 10.1016/j.oret.2021.02.009
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of a human induced pluripotent stem cell line, BRCi005-A, derived from a Best disease patient with BEST1 mutations (2020)
  • 著者名/発表者名: Kamata Kazuma、Otsuka Yuki、Imamura Keiko、Oishi Akio、Kondo Takayuki、Suga Mika、Shibukawa Ran、Okanishi Yasue、Sagara Yukako、Tsukita Kayko、Yasukawa Tsutomu、Usui Hideaki、Muguruma Keiko、Tsujikawa Akitaka、Inoue Haruhisa
  • 雑誌名: Stem Cell Research 巻: 45 ページ: 101782-101782
  • DOI: 10.1016/j.scr.2020.101782
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of a human induced pluripotent stem cell line, BRCi004-A, derived from a patient with age-related macular degeneration (2020)
  • 著者名/発表者名: Kamata Kazuma、Otsuka Yuki、Imamura Keiko、Oishi Akio、Kondo Takayuki、Suga Mika、Shibukawa Ran、Okanishi Yasue、Sagara Yukako、Tsukita Kayko、Yasukawa Tsutomu、Usui Hideaki、Muguruma Keiko、Tsujikawa Akitaka、Inoue Haruhisa
  • 雑誌名: Stem Cell Research 巻: 45 ページ: 101787-101787
  • DOI: 10.1016/j.scr.2020.101787
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical and genetic characteristics of 10 Japanese patients with PROM1-associated retinal disorder: A report of the phenotype spectrum and a literature review in the Japanese population. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujinami K, Oishi A, Yang L, Arno G, Pontikos N, Yoshitake K, Fujinami-Yokokawa Y, Liu X, Hayashi T, Katagiri S, Mizobuchi K, Mizota A, Shinoda K, Nakamura N, Kurihara T, Tsubota K, Miyake Y, Iwata T, Tsujikawa A, Tsunoda K; Japan Eye Genetics Consortium study group.
  • 雑誌名: Am J Med Genet C Semin Med Genet. 巻: 184 号: 3 ページ: 656-674
  • DOI: 10.1002/ajmg.c.31826
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Wavelength of light and photophobia in inherited retinal dystrophy (2020)
  • 著者名/発表者名: Otsuka Yuki、Oishi Akio、Miyata Manabu、Oishi Maho、Hasegawa Tomoko、Numa Shogo、Ikeda Hanako Ohashi、Tsujikawa Akitaka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 14798-14798
  • DOI: 10.1038/s41598-020-71707-2
• [雑誌論文] Effect of smoking on macular function and retinal structure in retinitis pigmentosa (2020)
  • 著者名/発表者名: Oishi Akio、Noda Kazunori、Birtel Johannes、Miyake Masahiro、Sato Atsuyasu、Hasegawa Tomoko、Miyata Manabu、Numa Shogo、Charbel Issa Peter、Tsujikawa Akitaka
  • 雑誌名: Brain Communications 巻: 2 号: 2
  • DOI: 10.1093/braincomms/fcaa117
• [学会発表] 網膜ジストロフィの原因遺伝子と環境因子 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大石明生
  • 学会等名: 長崎県眼科医会学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 網膜ジストロフィの遺伝子と環境因子 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大石明生
  • 学会等名: 京大眼科同窓会学会
  • 招待講演
• [学会発表] 網膜血管陰影を利用した網膜色素変性患者に対する光障害の影響の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大塚悠生, 大石明生, 宮田学, 宇治彰人, 大石真秀, 長谷川智子, 沼尚吾, 辻川明孝
  • 学会等名: 日本網膜硝子体学会
• [学会発表] Investigating the origin of photophobia in inherited retinal dystrophy (2019)
  • 著者名/発表者名: Otsuka Y, Oishi A, Miyata M, Oishi M, Hasegawa T, Numa S, Tsujikawa A
  • 学会等名: EURETINA
  • 国際学会