ムコリピドーシスを始めとした小児代謝性疾患に対する幹細胞移植による治療戦略の創成

• 研究課題/領域番号: 23K07304
• 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: 国立研究開発法人国立成育医療研究センター
• 研究代表者: 福原 康之 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 遺伝診療センター, 医長 (20317184)
• 研究分担者: 梅澤 明弘 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 研究所, 研究所長 (70213486) ; 菅原 亨 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (70553460)
• 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: Mucolipidosis / genome editing / ムコリピドーシス / ライソゾーム酵素 / 細胞移植治療 / ゲノム編集技術

研究開始時の研究の概要

ムコリピドーシス(ML)は、ライソゾーム酵素に結合するライソゾーム移行シグナルの生合成を司る転移酵素をコードするGNPTAB遺伝子の機能欠損型変異を原因とする。細胞移植治療は、酵素補充療法では治療できない先天代謝異常症に対する唯一の根治治療法であり、有効性と安全性を兼ね備えた治療法の開発と実用化が急務である。本研究では、患者本人の細胞をゲノム編集技術によりEx vivoで遺伝子治療し、その正常化細胞を移植する自家細胞移植治療法の開発を目指す。ML患者由来の細胞を用いての高効率且つ安全性の高い遺伝子改変方法の検討、MLモデルマウスを用いての正常化細胞のMLに対する有効性・安全性の検証を行う。

研究実績の概要

ムコリピドーシス（Mucolipidosis:ML）は、多くのライソゾーム酵素に結合するライソゾ
ーム移行シグナル、マンノース-６-リン酸残基（M6P）の合成を司る転移酵素をコードし
ているGNPTAB遺伝子の機能欠損型変異を原因とする。MLにおいては、GNPTAB遺伝子等の変異により30種類以上のライソゾーム酵素が機能欠損するため、それらすべてを含む酵素製剤の作製は不可能であり酵素製剤治療の対象外となっている。細胞移植治療は、酵素補充療法では治療できない先天代謝異常症に対する唯一の根治治療法であり、正常に機能する酵素を補充するための細胞を用いた有効性と安全性を兼ね備えた新規的な細胞移植治療法の開発と実用化が急務となっている。本研究では、MLを対象として、ゲノム編集技術を応用し、患者本人の細胞をEx vivoで遺伝子治療し、その正常化細胞を移植する自家細胞移植治療法の開発と実用化を目指す。具体的には、１）ML患者由来の細胞を用いての高効率且つ安全性の高い遺伝子改変方法の検討、２）MLモデルマウスを用いての正常化細胞のMLに対する有効性・安全性の検証をおこなう。

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

令和５年度は、（１）遺伝子修復ML患者由来の線維芽細胞からのiPS細胞樹立、（２）ML患者由来iPS細胞を用いたGNPTAB遺伝子修復を目標として研究を行った。当初の予定通り、遺伝子修復ML患者由来の線維芽細胞からのiPS細胞樹立することに成功し、ゲノム編集技術を用いて、ML患者由来iPS細胞を用いたGNPTAB遺伝子のゲノム切断、GNPTAB遺伝子修復を行った。

今後の研究の推進方策

令和6年度以降は、iPS細胞から造血幹細胞や間葉系幹細胞などの細胞に分化誘導するとともに、Gnptab遺伝子ノックアウトマウスへの分化誘導細胞の移植を行っていく。

研究成果

• [雑誌論文] Antibody Deficiency in Patients with Biallelic KARS1 Mutations (2023)
  • 著者名/発表者名: 1.Saettini F, Guerra F, Fazio G, Bugarin C, McMillan JH, Ohtake A, Ardissone A, Itoh M, Giglio S, Cappuccio G, Giardino G, Romano R, Quadri M, Gasperini S, Moratto D, Chiarini M, Ishiguro A, Fukuhara Y, Hayakawa I, Okazaki Y, Mauri M, Piazza R, Cazzaniga G, Biondi A.
  • 雑誌名: J Clin Immunol. 巻: 2023Nov;43(8) 号: 8 ページ: 2115-2125
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01584-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Correction to: Antibody Deficiency in Patients with Biallelic KARS1 Mutations. (2023)
  • 著者名/発表者名: Saettini F, Guerra F, Fazio G, Bugarin C, McMillan JH, Ohtake A, Ardissone A, Itoh M, Giglio S, Cappuccio G, Giardino G, Romano R, Quadri M, Gasperini S, Moratto D, Chiarini M, Ishiguro A, Fukuhara Y, Hayakawa I, Okazaki Y, Mauri M, Piazza R, Cazzaniga G, Biondi A.
  • 雑誌名: J Clin Immunol. 巻: 2023Nov;43(8) 号: 8 ページ: 2126-2126
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01600-w
• [学会発表] ムコリピドーシスを対象としたCRISPR/Cas3 によるEx vivo自家細胞移植療法の開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 1.福原康之, 菅原亨, 眞田龍ノ助, 関戸悠希, 蘇哲民, 小須賀基通, 梅澤明弘
  • 学会等名: 第64回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] 12 patients with ML in our hospital and their risk of respiratory distress after viral infection (2023)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sekido, Yasuyuki Fukuhara, Tetsumin So, Rinshu Shimabukuro, Akihiro Umezawa, Motomichi Kosuga
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第68回大会
• [学会発表] 「ヒト多能性幹細胞におけるPTEN遺伝子変異」ポスター発表 (2023)
  • 著者名/発表者名: 菅原亨
  • 学会等名: 第46回日本分子生物学会年会
• [図書] 臨床現場からみた臨床研究法の推進と規制. 医事法講座第13巻 臨床研究と医事法 (2023)
  • 著者名/発表者名: 甲斐克則
  • 総ページ数: 348
  • 出版者: 信山社
  • ISBN: 9784797212136