細胞工学的手法によるエカルディ・グティエール症候群の中枢神経系炎症の機序解明

• 研究課題/領域番号: 22K07829
• 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: 久留米大学
• 研究代表者: 西小森 隆太 久留米大学, 医学部, 教授 (70359800)
• 研究分担者: 高橋 知之 久留米大学, 医学部, 准教授 (20332687) ; 粟屋 智就 京都大学, 医学研究科, 准教授 (20589593)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022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: エカルディ・グティエール症候群 / Type I interferonopathy / IFIH1 / MDA5 / iPS細胞 / Aicardi-Goutieres症候群 / Ⅰ型インターフェロン / ミクログリア / 自然免疫 / １型インターフェロン

研究開始時の研究の概要

エカルディ・グティエール症候群（AGS）は脳内石灰化を伴う脳症で発症し、凍瘡様皮疹を伴う自己炎症性疾患である。Ⅰ型インターフェロン過剰産生が病態として推定されているが、中枢神経系の炎症の分子機序は未解明で治療法が未確立である。本研究ではIFIH1疾患特異的iPS細胞からミクログリアと神経系細胞（ニューロン・アストロサイト）を分化誘導・共培養する系、脳オルガノイド系を構築、中枢神経系炎症を解析、中枢神経系炎症の分子機序を解明する。さらにTREX1変異によるAGSにおいて同様の解析を行い、AGSの中枢神経系炎症の分子機序解明を試みる。

研究実績の概要

エカルディ・グティエール症候群（Ａｉｃａｒｄｉ－Ｇｏｕｔｉｅｒｅｓ症候群（ＡＧＳ））は脳内石灰化を伴う脳症で発症し、凍瘡様皮疹を伴う自己炎症性疾患である。原因遺伝子としてＩＦＩＨ１，　ＴＲＥＸ１，　ＳＡＭＨＤ１，　ＲＮＡＳＥＨ２Ａ，　ＲＮＳＡＥＨ２Ｂ，　ＲＮＡＳＥＨ２Ｃ，　ＡＤＡＲ，　ＬＳＭ１１，　ＲＮＵ７－１の９遺伝子が同定されⅠ型インターフェロン過剰産生が病態として推定されているが、中枢神経系の炎症の分子機序は未解明で治療法が未確立である。Ｉｆｉｈ１変異ＡＧＳマウスモデルの検討からミクログリアが中枢神経系炎症に重要である事が知られている。本研究ではＩＦＩＨ１疾患特異的ｉＰＳ細胞からミクログリアと神経系細胞を分化誘導・共培養する系などを用い、ＡＧＳの中枢神経系炎症の分子機序解明を試みる。
Ｒ５年度の成果として、Ｒ４年度に開発したＩＦＩＨ１変異ｉＰＳ細胞からミクログリア分化系を用いて、Ⅰ型インターフェロンの発現亢進に加えＳＴＡＴ１等のシグナル伝達分子の活性化を確認した。また、ｉＰＳ細胞由来ミクログリアを補完する目的で、マクロファージ細胞株（ｉＰＳＭＬ）での実験も併用した。ＩＦＩＨ１変異ｉＰＳ細胞から誘導したミクログリアならびにＩＦＩＨ１変異ｉＰＳＭＬを用いて、正常ミクログリアならびに正常ｉＰＳＭＬと比較して、Ⅰ型インターフェロン誘導遺伝子であるＰＭＬがより強く誘導されることを観察した。また、ＰＭＬを抑制する化合物を用いた解析を行い、ＰＭＬと変異ＩＦＩＨ１の関係を検討した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

IFIH1変異iPS由来ミクログリア分化系がやや安定せず、同細胞からのアストログリア、ニューロンとの共培養系の実験の進捗が遅れているものの、iPSMLを用いた分化系を併用する事により、IFIH1変異によるⅠ型インターフェロン関連遺伝子発現亢進系を構築することができた。これらの系を用いて変異IFIH1によるⅠ型インターフェロン関連遺伝子発現亢進を抑制する化合物スクリーニング系に結びつけていく。

今後の研究の推進方策

IFIH1変異iPS由来ミクログリア分化系が回復したので当初の目的のアストログリア、ニューロンとの共培養系の実験を再開、IFIH1変異によるAGS脳内での炎症機序の解明をより詳細に解析していく。iPS 由来ミクログリア、iPSMLで再構築できたⅠ型インターフェロン関連遺伝子誘導系を用いて、同系を抑制する化合物探索系を構築する。さらに、スクリーニングのためにヒト単球細胞株THP-1などの細胞株を用いて変異IFIH1を導入、ミクログリア、iPSMLで誘導できた表現型の再現を試み、薬剤スクリーニング系を構築する。また同時に、新規IFIH1変異の疾患関連性の評価系としても活用する。

研究成果

• [雑誌論文] STAT1 Mutations in Chronic Mucocutaneous Candidiasis Diagnosed in an Adult (2024)
  • 著者名/発表者名: Andou Miya、Tominaga Masaki、Nishikomori Ryuta、Gotoh Kenji、Komatsu Nobukazu、Matsuoka Masanobu、Kawayama Tomotaka、Hoshino Tomoaki
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 63 号: 9 ページ: 1269-1271
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.2350-23
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • 年月日: 2024-05-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy and safety of baricitinib in Japanese patients with autoinflammatory type I interferonopathies (NNS/CANDLE, SAVI, And AGS). (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa N, Ishii T, Takita Y, Nishikawa A, Nishikomori R
  • 雑誌名: Pediatr Rheumatol 巻: 21 号: 1 ページ: 38-38
  • DOI: 10.1186/s12969-023-00817-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Promoting awareness of terminology related to unmet medical needs in context of rheumatic diseases in Japan: a systematic review for evaluating unmet medical needs (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Susumu、Izawa Kazushi、Matsushita Masakazu、Moriichi Akinori、Kishida Dai、Yoshifuji Hajime、Yamaji Ken、Nishikomori Ryuta、Mori Masaaki、Miyamae Takako
  • 雑誌名: Rheumatology International 巻: 43 号: 11 ページ: 2021-2030
  • DOI: 10.1007/s00296-023-05425-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] STING signalling is terminated through ESCRT-dependent microautophagy of vesicles originating from recycling endosomes. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kuchitsu Y, Mukai K, Uematsu R, Takaada Y, Shinojima A, Shindo R, Shoji T, Hamano S, Ogawa E, Sato R, Miyake K, Kato A, Kawaguchi Y, Nishitani-Isa M, Izawa K, Nishikomori R, Yasumi T, Suzuki T, Dohmae N, Uemura T, Barber GN, Arai H, Waguri S, Taguchi T.
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 25 号: 3 ページ: 453-466
  • DOI: 10.1038/s41556-023-01098-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intracellular virus sensor MDA5 mutation develops autoimmune myocarditis and nephritis (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohto Taisuke、Tayeh Ahmed Abu、Nishikomori Ryuta、Abe Hiroto、Hashimoto Kyota、Baba Shiro、Arias-Loza Anahi-Paula、Soda Nobumasa、Satoh Saya、Matsuda Masashi、Iizuka Yusuke、Kondo Takashi、Koseki Haruhiko、Yan Nan、Higuchi Takahiro、Fujita Takashi、Kato Hiroki
  • 雑誌名: Journal of Autoimmunity 巻: 127 ページ: 102794-102794
  • DOI: 10.1016/j.jaut.2022.102794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of type I interferon signatures in undifferentiated inflammatory diseases: A Japanese multicenter experience. (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto T, Honda Y, Izawa K, Kanazawa N, Saito MK, Takita J, Nishikomori R, Yasumi T, et al.
  • 雑誌名: Front Immunol 巻: 13 ページ: 905960-905960
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.905960
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel STAT1 Variants in Japanese Patients with Isolated Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Diseases (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono R, Tsumura M, Shima S, Matsuda Y, Gotoh K, Miyata Y, Yoto Y, Tomomasa D, Utsumi T, Ohnishi H, Kato Z, Ishiwada N, Ishikawa A, Wada T, Uhara H, Nishikomori R, Hasegawa D, Okada S, Kanegane H.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 号: 2 ページ: 466-478
  • DOI: 10.1007/s10875-022-01396-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trapping of CDC42 C-terminal variants in the Golgi drives pyrin inflammasome hyperactivation (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishitani-Isa M, Mukai K, Honda Y, Nihira H, Tanaka T, Shibata H, Miyamoto T, Komada K, Hiejima E, Izawa K, Kawasaki Y, Osawa M, Katata Y, Onodera S, Watanabe T, Kure S, Takita J, Ohara O, Saito M, Nishikomori R, Taguchi T, Sasahara Y#, Yasuki T#. (# Equal corresponding author)
  • 雑誌名: J Exp Med 巻: 219(6) 号: 6
  • DOI: 10.1084/jem.20211889
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systemic inflammation caused by an intracranial mesenchymal tumor with a EWSR1::CREM fusion presenting associated with IL-6/STAT3 signaling (2022)
  • 著者名/発表者名: Hojo Keishiro、Furuta Takuya、Komaki Satoru、Yoshikane Yukako、Kikuchi Jin、Nakamura Hideo、Ide Mizuki、Shima Saho、Hiyoshi Yusuke、Araki Junichiro、Tanaka Seiji、Ozono Shuichi、Yoshida Akihiko、Nobusawa Sumihito、Morioka Motohiro、Nishikomori Ryuta
  • 雑誌名: Neuropathology 巻: ー 号: 3 ページ: 244-251
  • DOI: 10.1111/neup.12877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gain-of-function mutations in ALPK1 cause an NF-kappaB-mediated autoinflammatory disease: functional assessment, clinical phenotyping and disease course of patients with ROSAH syndrome (2022)
  • 著者名/発表者名: Kozycki Christina Torres、KAksentijevich Ivona、Kastner Daniel L, et al
  • 雑誌名: Annals of the Rheumatic Diseases 巻: 81 号: 10 ページ: 1453-1464
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2022-222629
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 自己炎症性疾患の診断とその対応 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西小森隆太
  • 学会等名: 第122回日本皮膚科学会総会
• [学会発表] 自己炎症性疾患ガイドライン (2023)
  • 著者名/発表者名: 西小森隆太
  • 学会等名: 第55回日本小児感染症学会総会・学術集会.
• [学会発表] iPS細胞ミクログリアを用いたAicardi-Goutieres症候群の中枢神経免疫病態の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 粟屋智就, 齋藤潤, 西小森隆太, 萩原正敏
  • 学会等名: 第65回日本小児神経学会学術集会
• [学会発表] 自己炎症性症候群の診療の実際 (2022)
  • 著者名/発表者名: 西小森隆太
  • 学会等名: 第66回日本リウマチ学会総会・学術集会
• [学会発表] 難病レジストリ研究の進捗状況 本邦における自己炎症性症候群のレジストリ研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 西小森隆太
  • 学会等名: 第66回日本リウマチ学会総会・学術集会
• [学会発表] 痛風発作をより深く理解するために 痛風発作の炎症機序、インフラマソーム (2022)
  • 著者名/発表者名: 西小森隆太
  • 学会等名: 第55回日本痛風・尿酸核酸学会総会
• [学会発表] プライマリケアにおける不明熱への対応 (2022)
  • 著者名/発表者名: 西小森隆太
  • 学会等名: 第31回日本外来小児科学会年次集会
• [備考] なし