ダウン症候群の核型正常化による合併症の予防および治療法確立に向けた研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09964
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 橋詰 令太郎 三重大学, 医学系研究科, 助教 (50456662)
• 研究分担者: 宮川 世志幸 日本医科大学, 医学部, 講師 (90415604) ; 緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (70718311) ; 高成 広起 徳島大学, 病院, 特任講師 (70723253)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ダウン症候群 / トリソミー / 染色体工学 / ゲノム編集 / iPS細胞 / CRISPR/Cas

研究実績の概要

Down症候群は、21番染色体の数的過剰により、精神発達遅滞をはじめ多彩な合併症を招来する症候群で、地域・時代・人種を問わず人口の0.1%弱の人が有する症候群である。本研究は、Down症候群由来細胞を用いて、トリソミックレスキュー、すなわち過剰な21番染色体を消去する方法の科学的探索および確立、ならびに知見を統合して最適な新規治療用ベクターの構築を志向するものである。
本研究では、当該施設の倫理審査承認を経て、Down症候群の人由来の皮膚線維芽細胞株、およびこの細胞株よりiPS細胞株を樹立し、両親を含めた縦列型反復配列（STR）解析を通じて、各21番染色体の由来を把握した。ついで、Cre-loxpシステムを利用した染色体消去法により、3本の21番染色体間での塩基配列の相違のリスト化（phasing）に成功した。このphasing情報を用いて、単一の21番染色体のみを認識する複数のsgRNAおよびCas9蛋白質発現プラスミドを構築した。なお、3本の21番染色体の各1本を消去した誘導型ダイソミーiPS細胞株、およびトリソミーiPS細胞株は、遺伝学的背景が同質であり学術上の価値を有するため、国内外の研究者が広く利用できるよう、公的細胞バンクへの寄託手続きを開始した。
当初は、核型正常化作用を有すると報告される蛋白質ZSCAN4を細胞質型ウイルスベクター（パラインフルエンザ2型）にて強制発現させる系を確立し、複数の異なる条件下で核型修正化（トリソミーからダイソミーへの変化）の有無を検討したが、使用した条件下では核型修正は確認されなかった。そこで、上記単一の21番染色体のみを認識するCRISPR/Cas9システムで、染色体の複数箇所切断を行うと、10%以下の比較的低頻度であるが、21番染色体特的プローブを用いたFISH法にて核型修正効果が確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Direct free radical scavenging effects of water-soluble HMG-CoA reductase inhibitors (2019)
  • 著者名/発表者名: Umeda Ryohei、Takanari Hiroki、Ogata Kazue、Matsumoto Shigekiyo、Kitano Takaaki、Ono Katsushige、Tokumaru Osamu
  • 雑誌名: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition 巻: 64 ページ: 20～26
  • DOI: 10.3164/jcbn.18-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Renal papillary tip extract stimulates BNP production and excretion from cardiomyocytes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Goto I, Okamoto R, Hashizume R, Suzuki N, Ito R, Yamanaka K, Saito H, Kiyonari H, Tawara I, Kageyama Y, Ogihara Y, Ali Y, Yamada N, Katayama N, Ito M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0197078.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Possibility of venoarterial extracorporeal membranous oxygenator being a bridging therapy for hemodynamic deterioration of pulmonary tumor thrombotic microangiopathy prior to initiating chemotherapy: A case report. (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwashita Y, Hiramoto T, Suzuki K, Hashizume R, Maruyama K, Imai H.
  • 雑誌名: Medicine (Baltimore) 巻: 97 ページ: -
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000012169.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cellular Antisilencing Elements Support Transgene Expression from Herpes Simplex Virus Vectors in the Absence of Immediate Early Gene Expression (2018)
  • 著者名/発表者名: Han Fang、Miyagawa Yoshitaka、Verlengia Gianluca、Ingusci Selene、Soukupova Marie、Simonato Michele、Glorioso Joseph C.、Cohen Justus B.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 92 ページ: -
  • DOI: 10.1128/JVI.00536-18
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Herpes Simplex Virus Vectors for Gene Transfer to the Central Nervous System (2018)
  • 著者名/発表者名: Artusi Sara、Miyagawa Yoshitaka、Goins William、Cohen Justus、Glorioso Joseph
  • 雑誌名: Diseases 巻: 6 ページ: 74～74
  • DOI: 10.3390/diseases6030074
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Epstein?Barr virus-associated hemophagocytic syndrome in a patient with ulcerative colitis during treatment with azathioprine: A case report and review of literature (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyaguchi Kazuya、Yamaoka Minoru、Tsuzuki Yoshikazu、Ashitani Keigo、Ohgo Hideki、Miyagawa Yoshitaka、Ishizawa Keisuke、Kayano Hidekazu、Nakamoto Hidetomo、Imaeda Hiroyuki
  • 雑誌名: World Journal of Clinical Cases 巻: 6 ページ: 776～780
  • DOI: 10.12998/wjcc.v6.i14.776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Efficient Ultracentrifugation-free Chromatographic Purification of Recombinant AAV Serotype 9 (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomono Taro、Hirai Yukihiko、Okada Hironori、Miyagawa Yoshitaka、Adachi Kumi、Sakamoto Shuhei、Kawano Yasuhiro、Chono Hideto、Mineno Junichi、Ishii Akiko、Shimada Takashi、Onodera Masafumi、Tamaoka Akira、Okada Takashi
  • 雑誌名: Molecular Therapy - Methods & Clinical Development 巻: 11 ページ: 180～190
  • DOI: 10.1016/j.omtm.2018.10.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] The oral administration of clarithromycin prevents the progression and rupture of aortic aneurysm (2018)
  • 著者名/発表者名: Uchida Wataru、Narita Yuji、Yamawaki-Ogata Aika、Tokuda Yoshiyuki、Mutsuga Masato、Lee Fujimoto Kazuro、Abe Tomonobu、Oshima Hideki、Usui Akihiko
  • 雑誌名: Journal of Vascular Surgery 巻: 68 ページ: 82S～92S.e2
  • DOI: 10.1016/j.jvs.2017.12.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the Bactericidal and Fungicidal Activities of Poly([2-(methacryloyloxy)ethyl]trimethyl Ammonium Chloride)(Poly (METAC))-Based Materials (2018)
  • 著者名/発表者名: Shiga Toshiki、Mori Hiromitsu、Uemura Keiichi、Moriuchi Ryota、Dohra Hideo、Yamawaki-Ogata Aika、Narita Yuji、Saito Akihiro、Kotsuchibashi Yohei
  • 雑誌名: Polymers 巻: 10 ページ: 947～947
  • DOI: 10.3390/polym10090947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testosterone-mediated upregulation of delayed rectifier potassium channel in cardiomyocytes causes abbreviation of QT intervals in rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Masuda Kimiko、Takanari Hiroki、Morishima Masaki、Ma FangFang、Wang Yan、Takahashi Naohiko、Ono Katsushige
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 68 ページ: 759～767
  • DOI: 10.1007/s12576-017-0590-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dehydroevodiamine and hortiamine, alkaloids from the traditional Chinese herbal drug Evodia rutaecarpa , are I Kr blockers with proarrhythmic effects in vitro and in vivo (2018)
  • 著者名/発表者名: Baburin Igor、Varkevisser Rosanne、Schramm Anja、Saxena Priyanka、Beyl Stanislav、Szkokan Phillip、Linder Tobias、Stary-Weinzinger Anna、van der Heyden Marcel A.G.、Houtman Marien、Takanari Hiroki、Jonsson Malin、Beekman Jet H.D.、Hamburger Matthias、Vos Marc A.、Hering Steffen
  • 雑誌名: Pharmacological Research 巻: 131 ページ: 150～163
  • DOI: 10.1016/j.phrs.2018.02.024
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Interleukin 10 Treatment Ameliorates High-Fat Diet?Induced Inflammatory Atrial Remodeling and Fibrillation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hidekazu、Abe Ichitaro、Gotoh Koro、Fukui Akira、Takanari Hiroki、et al.
  • 雑誌名: Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1161/CIRCEP.117.006040
  • 査読あり
• [学会発表] 染色体消去によるtrisomy 21のhaplotype phasing方法構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 橋詰 令太郎、脇田 幸子、原 万里、柴山 道登、宮川 世志幸
  • 学会等名: 第18回日本再生医療学会
• [学会発表] 染色体消去による21番染色体の chromosome phasingの試み-Haplotype phasing of trisomy 21 by chromosome elimination- (2018)
  • 著者名/発表者名: 脇田幸子、原万理、橋詰令太郎
  • 学会等名: 遺伝子診療学会(25)
• [学会発表] ゲノム編集技術を用いた染色体再編成による染色体排除は、トリソミー細胞の染色体に対する高精度phasingを可能とする (2018)
  • 著者名/発表者名: 脇田幸子、原万里、吉田利通、橋詰令太郎
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会
• [備考] 基礎医学系講座 修復再生病理学 -Pathology and Matrix biology-
  • URL: https://www.medic.mie-u.ac.jp/organization/course/pathol_matrix/