分裂期チェックポイントを利用した２１トリソミー治療法の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04321
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 松浦 伸也 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)
• 研究分担者: 宮本 達雄 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 講師 (40452627) ; 柳原 啓見 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (50719474)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 染色体 / 遺伝病

研究実績の概要

ダウン症の２１トリソミーを培養細胞レベルで正常化させるトリソミー治療法が注目されている。本申請研究では、新しい概念を取り入れたトリソミー治療法を提案する。すなわち、ダウン症細胞の分裂期チェックポイントを人工的に抑制して染色体不安定性を一過性に誘導し、この中から過剰２１番染色体のみ喪失した細胞を選別する手法である。本法は簡易かつ細胞およびゲノムに低侵襲であり、より安全な染色体治療法として２１トリソミーのみならず様々な染色体異常症に応用できる可能性がある。
本年度は、BUBR1が欠損したPCS症候群の患者由来iPS細胞を用いて染色体数の分布（異数性）を観察した。その結果、BUBR1の発現を相補すると、患者細胞の染色体不安定性は回復するが、核型異常までは正常化されないことが判明した。さらに正常細胞を用いて、ライブセルイメージング手法により２１番染色体と１８番染色体の検出を試みた。具体的には、２１番染色体および１８番染色体に特異的なリピートを標的とするCRISPR/Cas9を作成して、GFPと連結してU2OS細胞に導入した。その結果、２１番染色体または１８番染色体のいずれもリアルタイムで観察された。

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

計画のとおり、２１番染色体と１８番染色体のライブセルイメージングに成功した。

今後の研究の推進方策

２１番または１８番染色体を認識するdCas9-GFPを、それぞれ２１トリソミーおよび１８トリソミーのiPS細胞に導入して、細胞クローンを単離する。この細胞にBUBR1 siRNAを導入して、染色体のコピー数を観察し、染色体数が正常化する瞬間を観察する。

研究成果

• [雑誌論文] Wilms tumor accompanied by premature chromatid separation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimada Kazuhiro、Yanagisawa Ryu、Kubota Noriko、Hidaka Eiko、Sakashita Kazuo、Ishii Eizaburo、Matsuura Shinya、Ogiso Yoshifumi
  • 雑誌名: Pediatric Blood & Cancer 巻: 64 ページ: e26255～e26255
  • DOI: 10.1002/pbc.26255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cilia play a role in breaking left-right symmetry of the sea urchin embryo (2016)
  • 著者名/発表者名: Takemoto A, Miyamoto T, Simono F, Kurogi N, Kurabayashi MS, Awazu A, Suzuki KT, Yamamoto T, Sakamoto N
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 21 ページ: 568-578
  • DOI: doi:10.1111/gtc.12362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional consequence of fibulin-4 missense mutations associated with vascular and skeletal abnormalities and cutis laxa (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T, Hanisch FG, Deutzmann R, Sakai LY, Sakuma T, Miyamoto T, Yamamoto T, Hannappel E, Chu ML, Lanig H, von der Mark K
  • 雑誌名: Matrix Biol 巻: 56 ページ: 132-149
  • DOI: doi: 10.1016/j.matbio.2016.06.003
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ATM heterozygous mutations underlying individual differences in radiosensitivity in human populations (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinya Matsuura, Ekaterina Royba, Tatsuo Miyamoto, Silvia Natsuko Akutsu, Takashi Yamamoto, Yoshiki Kudo, Satoshi Tashiro
  • 学会等名: ASHG2016 (Vancouver)
  • 発表場所: Vancouver（カナダ）
  • 年月日: 2016-10-18 – 2016-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] Generation of PCS (MVA) syndrome mutation knock-in mice using CRISPR/Cas9-mediated genome editing technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Hosoba, Tatsuo Miyamoto and Shinya Matsuura
  • 学会等名: ASHG2016 (Vancouver)
  • 発表場所: Vancouver（カナダ）
  • 年月日: 2016-10-18 – 2016-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] A combined approach of exome sequencing and genome editing identified WDR62/MCPH2 mutations in patients with primary microcephaly (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Miyamoto, Yoshinori Masatsuna, Akihiro Fukumitsu, Silvia Natsuko Akustu, Kosuke Hosoba, Hiroyuki Morino, Hideshi Kawakami, Takashi Yamamoto, Kenji Shimizu, Hirofumi Ohashi, Shinya Matsuura
  • 学会等名: ASHG2016 (Vancouver)
  • 発表場所: Vancouver（カナダ）
  • 年月日: 2016-10-18 – 2016-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular basis of human BUBR1 deficiency, a central protein of the spindle assembly checkpoint (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinya Matsuura, Tatsuo Miyamoto, Kosuke Hosoba, Hiroshi Ochiai, Takashi Yamamoto, Makoto Furutani-Seiki
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] WDR62/MCPH2 mutations identified in patients with primary microcephaly by a combined approach of exome sequencing and genome editing technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobunori Masatsuna, Silvia Natsuko Akustu, Kosuke Hosoba, Hiroyuki Morino, Hideshi Kawakami, Takashi Yamamoto, Kenji Shimizu, Hirofumi Oohashi, Tatsuo Miyamoto, Shinya Matsuura
  • 学会等名: ICHG2016 (Kyoto)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [図書] ゲノム編集入門 山本卓 編 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮本 達雄
  • 総ページ数: 226
  • 出版者: 裳華房