重症先天性好中球減少症における酸化ストレスに着目した病態解明と新規治療薬探索

• 研究課題/領域番号: 23K07291
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 溝口 洋子 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (30750533)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023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: SCN / iPSC / 酸化ストレス / 小胞体ストレス / 薬剤スクリーニング / 重症先天性好中球減少症

研究開始時の研究の概要

重症先天性好中球減少症（SCN）は、好中球成熟障害に起因する慢性好中球減少を特徴とする遺伝性疾患である。研究代表者は、ELANE異常症患者由来iPS細胞を用いたELANE遺伝子knockout前後の好中球前駆細胞の遺伝子発現解析において、好中球分化障害に酸化ストレスが深く関与する可能性を見出している。これらの先行研究の成果に基づき本研究では、SCNにおける好中球分化障害の根幹にある病態が、酸化ストレス障害であるという仮説のもと、その検証に取り組む。さらに酸化還元関連化合物ライブラリを用いて、酸化ストレスの緩和によりSCNの好中球分化障害を克服する薬剤の同定を目指す。

研究実績の概要

重症先天性好中球減少症（Severe congenital neutropenia: SCN）は、好中球成熟障害に起因する慢性好中球減少を臨床的特徴とする遺伝性疾患である。従来より、本症の発症に小胞体ストレスの関与が指摘されているが、その病態は依然解明されていない。骨髄において、好中球前駆細胞の成熟障害、細胞死が共通して認められるが、病態解明が進んでいない現状がある。先行研究で、SCNの一型であるELANE異常症患者由来iPS細胞を用いたELANE遺伝子knockout前後の好中球前駆細胞の遺伝子発現解析より、好中球分化障害に酸化ストレスが深く関与する可能性を見出した。本研究ではELANE異常症における好中球分化障害を克服する薬剤の同定を目的とし、272種類の小胞体ストレス関連及び酸化還元関連化合物ライブラリを用いて薬剤スクリーニングを行った。具体的にはSCN患者由来iPSCを顆粒球分化誘導し、好中球前駆細胞を採取した。これらの好中球前駆細胞を96 ウェルプレートに分注し、SCF, IL-3, G-CSFを添加しさらなる好中球分化を行った。好中球分化10日後に各compoundを添加したウェル毎の生細胞数について、代謝活性のある細胞に由来するATPを定量する方法で測定したところ、10種類以上のcompoundsにおいて、対照と比較し３倍以上のATP量の増加を認め、特定のcompoundsがELANE異常症由来顆粒球細胞回復に寄与する可能性が示唆された。

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

既に薬剤スクリーニングを施行しておりおおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

生細胞数の改善がみとめられた個々の薬剤について、さらなる検証を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of complex bone marrow organoids from human induced pluripotent stem cells (2024)
  • 著者名/発表者名: Frenz-Wiessner S, Fairley SD, Buser M, Goek I, Salewskij K, Jonsson G, Illig D, Zu Putlitz B, Petersheim D, Li Y, Chen PH, Kalauz M, Conca R, Sterr M, Geuder J, Mizoguchi Y, Megens RTA, Linder MI, Kotlarz D, Rudelius M, Penninger JM, Marr C, Klein C.
  • 雑誌名: Nature Methods 巻: - 号: 5 ページ: 868-881
  • DOI: 10.1038/s41592-024-02172-2
• [雑誌論文] Human genetic defects in SRP19 and SRPRA cause severe congenital neutropenia with distinctive proteome changes (2023)
  • 著者名/発表者名: Linder Monika I.、Mizoguchi Yoko、Hesse Sebastian、et al.
  • 雑誌名: Blood 巻: 141 号: 6 ページ: 645-658
  • DOI: 10.1182/blood.2022016783
• [雑誌論文] A complementary approach for genetic diagnosis of inborn errors of immunity using proteogenomic analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakura F, Noma K, Asano T, Tanita K, Toyofuku E, Kato K, Tsumura M, Nihira H, Izawa K, Mitsui-Sekinaka K, Konno R, Kawashima Y, Mizoguchi Y, Karakawa S, Hayakawa S, Kawaguchi H, Imai K, Nonoyama S, Yasumi T, Ohnishi H, Kanegane H, Ohara O, Okada S
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 2 号: 4 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural basis of spike RBM-specific human antibodies counteracting broad SARS-CoV-2 variants (2023)
  • 著者名/発表者名: Kiyomi Shitaoka, Akifumi Higashiura, Yohei Kawano, Akima Yamamoto, Yoko Mizoguchi, Takao Hashiguchi , Norihisa Nishimichi, Shiyu Huang, Ayano Ito, Shun Ohki, Miyuki Kanda, Tomohiro Taniguchi, Rin Yoshizato, Hitoshi Azuma, Yasuo Kitajima, Yasuyuki Yokosaki, Satoshi Okada, Takemasa Sakaguchi, Tomoharu Yasuda
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 6 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/s42003-023-04782-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analyzing mitochondrial respiration of human induced pluripotent stem cell-derived myeloid progenitors using Seahorse technology (2023)
  • 著者名/発表者名: Fan Yanxin、Mizoguchi Yoko、Tatematsu Megumi、Linder Monika I.、Frenz Stephanie、Choi Jongsu、Klein Christoph
  • 雑誌名: STAR Protocols 巻: 4 号: 1 ページ: 102073-102073
  • DOI: 10.1016/j.xpro.2023.102073
• [雑誌論文] Human STAT1 gain of function with chronic mucocutaneous candidiasis: A comprehensive review for strengthening the connection between bedside observations and laboratory research (2023)
  • 著者名/発表者名: Asano Takaki、Noma Kosuke、Mizoguchi Yoko、Karakawa Shuhei、Okada Satoshi
  • 雑誌名: Immunological Reviews 巻: 322 号: 1 ページ: 81-97
  • DOI: 10.1111/imr.13300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolated Chronic Mucocutaneous Candidiasis due to a Novel Duplication Variant of IL17RC (2023)
  • 著者名/発表者名: Noma Kosuke、Tsumura Miyuki、Nguyen Tina、Asano Takaki、Sakura Fumiaki、Tamaura Moe、Imanaka Yusuke、Mizoguchi Yoko、Karakawa Shuhei、Hayakawa Seiichi、Shoji Takayo、Hosokawa Junichi、Izawa Kazushi、Ling Yun、Casanova Jean-Laurent、Puel Anne、Tangye Stuart G.、Ma Cindy S.、Ohara Osamu、Okada Satoshi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 44 号: 1 ページ: 18-18
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01601-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Age‐specific incidence of joint disease in paediatric patients with haemophilia: A single‐centre real‐world outcome based on consecutive US examination (2023)
  • 著者名/発表者名: Mizoguchi Yoko、Tani Chihiro、Aizawa Mika、Tomioka Keita、Shimomura Maiko、Nishimura Shiho、Matsubara Yoshiko、Iwaki Daisuke、Tanaka Kiyoto、Kawaguchi Hiroshi、Nakashima Yuko、Mikami Yukio、Okada Satoshi、Kobayashi Masao
  • 雑誌名: Haemophilia 巻: 29 号: 5 ページ: 1359-1365
  • DOI: 10.1111/hae.14848
• [学会発表] Successful donor marrow leukocyte infusion for cases with mixed chimerism following RIST from MRDs (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoko Mizoguchi
  • 学会等名: 第46回日本造血・免疫細胞療法学会
• [学会発表] Sever congenital neutropenia (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoko Mizoguchi
  • 学会等名: Klaus Betke Symposium 2023
  • 国際学会
• [図書] 顆粒球減少症(好中球減少症)小児内科55巻増刊号 エキスパートが教える小児の 薬物治療 (2023)
  • 著者名/発表者名: 溝口洋子
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 東京医学社
• [図書] 好中球機能 小児臨床検査ガイド (2023)
  • 著者名/発表者名: 溝口洋子、岡田賢
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 文光堂
• [図書] 重症先天性好中球減少症(SCN). 原発性免疫不全症候群 診療の手引き 改訂第2版 自己免疫不全・自 己炎症学会編集 (2023)
  • 著者名/発表者名: 溝口洋子、岡田賢
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 診断と治療社