ゲノム編集ハイスループットノックアウトによる腫瘍溶解性ウイルスの細胞傷害性の解明

• 研究課題/領域番号: 19K16500
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分48030:薬理学関連
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学 (2022); 東京大学 (2019, 2021)
• 研究代表者: 宮本 将平 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (20758536)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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: ウイルス療法 / ゲノム編集

研究開始時の研究の概要

本研究では、遺伝子を自由に改変できるゲノム編集という技術を用いて幅広い遺伝子を欠失させた癌細胞集団を作成する。様々な遺伝子を欠失させた癌細胞集団を用いて、腫瘍溶解性ウイルスであるコクサッキーウイルスB群3型（CVB3）の細胞傷害性及び抗腫瘍免疫誘導に必要な遺伝子を同定する。CVB3の癌細胞殺傷メカニズムを詳細に理解し、ウイルス感染に必要な受容体の発現のみならず、CVB3の殺細胞効果や抗腫瘍免疫誘導に必要な遺伝子を把握することで、治療される患者様の適応基準を科学的に設定することが可能となる。

研究成果の概要

本研究では、遺伝子を自由に改変可能なゲノム編集技術により様々な遺伝子を欠失させた癌細胞集団を作製し、その癌細胞集団を用いて、腫瘍溶解性ウイルスであるコクサッキーウイルスB群3型(CVB3)の細胞傷害性に必要な遺伝子を同定する。CVB3の癌細胞殺傷メカニズムを詳細に理解し、ウイルス感染に必要な受容体の発現のみならず、CVB3の殺細胞効果に必要な遺伝子を把握することで、治療を受ける患者の適応基準を科学的に設定することが可能になる。本研究では、次世代シークエンスの結果を解析し、レンチウイルスに組み込まれたバーコード配列を識別し、さらに様々な遺伝子候補の同定に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、これまでにCVB3の細胞傷害性に関して報告のない遺伝子が多く見つかっており、さらに報告のないシグナル経路がウイルス増殖に関連している可能性が示唆され、今後のウイルス療法開発に重要な鍵となることが予想される。
また、本研究で同定された遺伝子が他のエンテロウイルスに関与しているかどうか解析することにより、他のエンテロウイルスに対する治療薬の開発に繋がる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Development of New Oncolytic Virotherapy Targeting Breast Cancer Using Coxsackievirus B3 (2021)
  • 著者名/発表者名: SAGARA MIYAKO、MIYAMOTO SHOHEI、ITOH SHUN、SODA YASUSHI、TANI KENZABURO
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 41 号: 1 ページ: 81-89
  • DOI: 10.21873/anticanres.14753
  • 査読あり
• [雑誌論文] A pilot study to establish human T‐cell leukemia virus type 1 (HTLV‐1) carrier model using common marmoset ( Callithrix jacchus ) (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirose Lisa、Hiramoto Takafumi、Tian Yamin、Kohara Hiroshi、Kobayashi Seiichiro、Nagai Etsuko、Denda Tamami、Tanaka Yukihisa、Ota Yasunori、Jiyuan Liao、Miyamoto Shohei、Miura Yoshie、Hijikata Yasuki、Soda Yasushi、Inoue Takashi、Okahara Norio、Itoh Toshio、Sasaki Erika、Tojo Arinobu、Uchimaru Kaoru、Tani Kenzaburo
  • 雑誌名: Journal of Medical Primatology 巻: 49 号: 2 ページ: 86-94
  • DOI: 10.1111/jmp.12454
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extremely low organ toxicity and strong antitumor activity of miR-34-regulated oncolytic coxsackievirus B3. (2019)
  • 著者名/発表者名: Jia, Y., Miyamoto, S., Soda, Y., Takishima, Y., Sagara, M., Liao, J., Hirose-Yotsuya, L., Hijikata, Y., Miura, Y., Hara, K., Iwanaga, A., Ota, Y., Tani, K.
  • 雑誌名: Mol Ther Oncolytics. 巻: 12 ページ: 246-258
  • DOI: 10.1016/j.omto.2019.01.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] KLF1 Mutation E325K Induces Cell-cycle Arrest in Erythroid Cells Differentiated from Congenital Dyserythropoietic Anemia (CDA) Patient-specific Induced Pluripotent Stem Cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohara H, Utsugisawa T, Sakamoto C, Hirose L, Ogawa Y, Ogura H, Sugawara A, Aoki T, Iwasaki T, Asai T, Doisaki S, Okuno Y, Muramatsu H, Abe T, Kurita R, Miyamoto S, Sakuma T, Shiba M, Yamamoto T, Ohga S, Yoshida K, Ogawa S, Ito E, Kojima S, Kanno H, Tani K.
  • 雑誌名: Exp Hematol. 巻: 73 ページ: 25-37
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2019.03.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Photocontrollable mononegaviruses (2019)
  • 著者名/発表者名: Tahara M, Takishima Y, Miyamoto S, Nakatsu Y, Someya K, Sato M, Tani K, Takeda M
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 116 号: 24 ページ: 11587-11589
  • DOI: 10.1073/pnas.1906531116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Development of gene modified oncolytic coxsackievirus for clinical trial. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito S, Miyamoto S, Sagara M, Sakamoto A, Soda Y, Akiyama T, Tani K
  • 学会等名: 第27回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
• [学会発表] A novel Echovirus 4 shows noticeable oncolytic activity against esophageal cancer. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto A, Yasunari K, Inoue H, Miyamoto S, Sagara M, Ito S, Soda Y, Akiyama T, Tani K
  • 学会等名: 第27回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
• [学会発表] Development and manufacturing of miRNA-regulated oncolytic virus for clinical trial. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito S, Miyamoto S, Sagara M, Sakamoto A, Soda Y, Akiyama T, Tani K
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
• [学会発表] A novel Echovirus 4 shows remarkable oncolytic capacity against esophageal cancer. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto A, Inoue H, Miyamoto S, Sagara M, Ito S, Soda Y, Akiyama T, Tani K
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 5-ALAを用いた末梢血循環がん細胞の検出法確立にむけたパイロット研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬理沙、小原洋志、相良京、三浦由恵、土方康基、曽田泰、宮本将平、廖紀元、高橋聡、篠崎大、大田泰徳、渡辺恵理、田中徹、中島元夫、木庭幸子、奥山隆平、福原秀雄、井上啓史、並川努、花﨑和弘、谷憲三朗
  • 学会等名: 第９回ポルフィリン-ALA学会
• [学会発表] Dual microRNA Engineered Oncolytic Coxsackievirus Virotherapy for Clinical Trial. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Jia Y, Soda Y, Sagara M, Liao J, Hirose L, Hijikata Y, Hara K, Iwanaga A, Tani K
  • 学会等名: American Society of Gene and Cell Therapy 22nd Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Human iPSCs Generated by a Non-Integrating Measles Virus Vector. (2019)
  • 著者名/発表者名: Liao J, Soda Y, Sugawara A, Miura Y, Hiramoto T, Tahara M, Takishima Y, Hijikata Y, Miyamoto S, Takeda M, Tani K.
  • 学会等名: American Society of Gene and Cell Therapy 22nd Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Development of microRNA-regulated oncolytic Coxsackievirus for clinical trial. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto S, Sagara M, Jia Y, Soda Y, Miura Y, Shimizu H, Tani K.
  • 学会等名: 第25回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
• [学会発表] Preclinical Evaluation of Novel Chondroitin Sulfate Polymer coated Oncolytic Measles virus therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miura Y, Takishima Y, Miyamoto S, Jia Y, Sagara M, Soda Y, Tani K.
  • 学会等名: 第25回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
• [学会発表] A novel combination therapy using oxaliplatin and Coxackievirus A11 against human colorectal cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogata H, Wang B, Miyamoto S, Takishima Y, Sagara M, Tani K.
  • 学会等名: 第25回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
• [学会発表] Direct induction of naive-like human induced pluripotent stem cells (iPSCs) by a non-integrating measles virus vector. (2019)
  • 著者名/発表者名: Liao J, Soda Y, Sugawara A, Miura Y, Hiramoto T, Tahara M, Takishima Y, Hijikata Y, Miyamoto S, Takeda M, Tani K.
  • 学会等名: 第25回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
• [学会発表] Development of novel miRNA-regulated oncolytic virotherapy for malignant tumors. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sagara M, Miyamoto S, Ito S, Soda Y, Miura Y, Hijikata Y, Shimizu H, Tani K.
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Measles virus vector is a promising tool for T-cell engineering and establishing naive-like iPSCs. (2019)
  • 著者名/発表者名: Liao J, Soda Y, Sugawara A, Miura Y, Hiramoto T, Tahara M, Takishima Y, Miyamoto S, Hijikata Y, Takeda M, Tani K.
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Pilot study to detect circulating tumor cells in human peripheral blood using 5-aminolevulinic acid. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirose L, Kohara H, Sagara M, Miura Y, Hijikata Y, Soda Y, Miyamoto S, Takahashi S, Shinozaki M, Denda T, Tanaka Y, Ota Y, Watanabe E, Tanaka T, Nakajima M, Kiniwa S, Okuyama R, Fukuhara H, Inoue K, Namikawa T, Hanazaki K, Tani K.
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] Inhibition of sickling by 5-aminolevulinic acid in sickle cell disease mouse models. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kodama K, Soda Y, Liao J, Miyamoto S, Deguchi T, Fujine K, Sakata H, Tomioka M, Tani K.
  • 学会等名: 7th International ALA and Porphyrin Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 5-ALAを用いた末梢血循環がん細胞の検出法確立にむけたパイロット研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬理沙、小原洋志、相良京、三浦由恵、石井有美子、土方康基、曽田泰、宮本将平、廖紀元、高橋聡、篠崎大、大田泰徳、渡辺恵理、田中徹、中島元夫、木庭幸子、奥山隆平、福原秀雄、井上啓史、並川努、花﨑和弘、谷憲三朗
  • 学会等名: 第６回PDDTフォーラム
• [産業財産権] 鎌状赤血球症の改善及び／又は予防剤 (2019)
  • 発明者名: 谷憲三朗、曽田泰、廖紀元、宮本将平、河田聡史、富岡基康、児玉健
  • 権利者名: 谷憲三朗、曽田泰、廖紀元、宮本将平、河田聡史、富岡基康、児玉健
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-170764
  • 出願年月日: 2019