SLF1/2-SMC5/6経路の造血制御機構解明と治療応用

研究課題

研究課題/領域番号	24K11514
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54010:血液および腫瘍内科学関連
研究機関	京都大学
研究代表者	蝶名林和久京都大学, 医学研究科, 助教 (00646010)
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス	交付 (2024年度)
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) 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円) 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円) 2024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	SLF1/2-SMC5/6経路 / Atelis症候群 / 遺伝性骨髄不全症候群 / 疾患特異的iPS細胞 / 骨髄性腫瘍
研究開始時の研究の概要	本研究は、申請者らが樹立したAtelis症候群患者由来の疾患特異的iPS細胞とその血液分化誘導系を用い、機能解析や網羅的な遺伝子発現解析及びエピゲノム解析を行う事で、SLF1/2-SMC5/6経路の異常が造血不全を呈するメカニズムを解明し、造血を規定する新たな知見を創出し、疾患の治療薬候補を選定することを目的とする。本研究が産み出す成果は、Atelis症候群の治療法、創薬開発に繋がる事が期待される。さらに、この画期的な疾患iPS細胞を用いた新しいプラットフォームは、Atelis症候群のみならずDNA修復障害及び不安定性が関与する造血不全症候群全体に波及効果をもたらすと期待される。
研究実績の概要	当初の研究計画に沿って、令和６年度に下記の進捗があった。１）疾患特異的iPS細胞の作製および変異修復：SLF2遺伝子の両アリル病的バリアントを原因とするAtelis症候群-1（ATELS1）患者の末梢血単核細胞および不死化リンパ芽球様細胞株から、複数の疾患iPS細胞株を樹立する事に成功した。さらにisogenic control株として、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集により片アリルのSLF2変異を修復したiPS細胞を作製した。２）疾患iPS細胞を用いたAtelis症候群の病態再現：疾患iPS細胞株および変異修復株を胚様体形成法による分化誘導系を用いて造血誘導し、造血幹前駆細胞分画（CD45+CD34+CD38+Lin-）でソートして分画をそろえた上で、GM-CSF、G-CSF、IL-3、IL-6、SCF、EPO存在下でコロニーアッセイを行った。その結果疾患iPS細胞株由来の造血幹前駆細胞では、赤芽球系・骨髄球系共にコロニー形成能が高度に障害されていることが証明され、本モデルを用いて造血不全の病態をin vitroで再現する事ができた。また、疾患iPS細胞由来の造血前駆細胞では、γH2AX免疫染色によりDNA損傷の亢進が認められ、細胞周期解析においてG2/M期での細胞周期停止が確認された。３）疾患iPS細胞由来造血幹前駆細胞の網羅的遺伝子発現解析：疾患iPSおよび変異修復iPS細胞由来造血幹前駆細胞のRNAシークエンスを行い、網羅的に遺伝子発現パターンの比較ををGene Set Enrichment Analysis (GSEA)で行ったところ、疾患iPS細胞由来造血幹前駆細胞ではp53経路の活性化、細胞老化に関わる遺伝子群の発現上昇などを認めた。
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令和６年度は、上記のように、１）疾患特異的iPS細胞の作製および変異修復、２）疾患iPS細胞を用いたAtelis症候群の病態再現、３）疾患iPS細胞由来造血幹前駆細胞の網羅的遺伝子発現解析を計画していた。１）、２）、３）についてほぼ達成できた。以上のように、当初検討していた実験計画に関しておおむね順調に進展していると考えている。
今後の研究の推進方策	上記１）、２）、３）の課題を引き続いて行う。４）Atelis症候群特異的原因因子の探索：３）で得られた網羅的遺伝子発現解析及びエピゲノム解析の結果と２）で得られた機能解析の結果とを組み合わせる事により、造血幹前駆細胞の分化異常やゲノム不安定性に関わる候補因子を絞り込む。５）候補因子の機能解析：４）で同定した候補因子について、順次iPS細胞に導入もしくはノックダウン・ノックアウトを行った後に造血誘導し、２）のin vitro病態再現系を用いてAtelis症候群の造血障害の病態への影響を評価し、有望な標的因子に関して、市販の阻害剤などの探索を行う。