| 研究課題/領域番号 |
22K16246
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分53040:腎臓内科学関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
田中 悦子 宮崎大学, 医学部, 助教 (00612376)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | LMX1B / 腎臓 / オルガノイド / iPS細胞 / ヒト / ポドサイト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
LIM Homeobox transcription factor beta (LMX1B)遺伝子の変異は蛋白尿や腎不全を来し、腎臓糸球体上皮細胞に形態異常を認める。しかし、その病態は不明で特異的治療法はなく、ヒト特有の病態を再現した新たな病態モデルが望まれている。近年、糸球体を生体外で再現した腎臓オルガノイドの誘導法が確立され、腎疾患の研究が行われている。そこで我々は、LMX1B変異を導入したヒトiPS細胞から腎臓オルガノイドを誘導し、ヒトLMX1B関連腎症の病態モデルを作製する。さらに、病態モデルを用いてLMX1B遺伝子異常が蛋白尿や腎不全を来す機序を解析し、治療開発の基盤づくりに挑む。
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| 研究実績の概要 |
LMX1B遺伝子は、腎臓で血液から尿を濾過するろ過装置である糸球体の発生や、糸球体の中で濾過膜を形成する上皮細胞とスリット膜の形態および機能維持に関与することが知られている。そして、LMX1B遺伝子異常は蛋白尿および腎機能障害を来すLMX1B遺伝子関連腎症の原因であることがわかっているが、その病態は明らかになっていない。マウスのモデルではヒトの病態を再現できておらず、ヒト特有の病態モデル作製が期待されている。近年、ヒトiPS細胞から腎臓オルガノイドの分化誘導法が確立され(Cell Stem Cell, 2014;2;14:53-67)、ヒト細胞由来の糸球体上皮細胞およびスリット膜の構造をin vitroで再現できるようになった。そこで我々は、LMX1B変異を導入したヒトiPS細胞から腎臓オルガノイドを誘導し、ヒトLMX1B関連腎症の病態モデルを作製と病態解析を試みている。
まず、健常者由来ヒトiPS細胞のLMX1B遺伝子にCRISPR/Cas9システムを用いて、ゲノム編集を行った。iPS細胞の培養とgRNAのデザインを行い、エレクトロポレーション法でゲノム編集した。エレクトロポレーション後のバルク細胞集団から抽出したゲノムDNAのPCRおよび制限酵素切断、シークエンス解析を行い、ゲノム編集が成功したことを確認した。限界希釈法によるサブクローニングを行い、ノックアウト株と正常株をそれぞれ3つずつ樹立できた。しかし、ヘテロ変異株が得られず、再度、同様の方法でゲノム編集を行った。２回目のエレクトロポレーション後のバルク細胞に変異導入が成功した細胞が含まれていることが確認できており、サブクローニングを開始する。今後、樹立した株ごとに腎臓オルガノイドへの分化能を確認し、LMX1B腎症の病態モデルとして解析を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
当初目標としていた、LMX1Bノックアウト株を樹立することができた。ゲノム編集の効率が予定よりも悪く、ヘテロ変異株の樹立ができていないこと以外は、概ね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
ヘテロ変異株の樹立するため、2回目のゲノム編集を行い、バルクの細胞集団にゲノム編集が成功した細胞が含まれていることを確認した。サブクローニングを行い、ヘテロ変異株の樹立を目指す。また、各細胞株から腎臓オルガノイドを作製し、正常細胞株から作製した腎臓オルガノイドおよび患者腎生検病理所見と比較して、病態モデルとしての有用性を解析する。
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