遺伝子編集した表皮水疱症患者由来iPS細胞を用いた多角的再生医療の開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H05089
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 新熊 悟 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (00613788)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 表皮水疱症 / 遺伝子治療 / 遺伝子編集 / フレームシフト変異

研究実績の概要

本研究の目的は、7型コラーゲンの遺伝子異常により発症する劣性栄養障害型表皮水疱症に対する再生/遺伝子治療法を開発することである。網膜など、局所的な疾患に対する再生医療は実用化しつつある。しかし、表皮水疱症のような全身の皮膚粘膜にまたがる病変を有する先天性疾患では、再生細胞を全身にわたり生着させる必要があるため、根治的な再生治療の開発には至っていない。
本研究では鋳型となるドナー遺伝子に影響しない、変異部を特異的に認識するgene-editingを患者iPS細胞に施す。この遺伝子治療を施したiPS細胞由来の皮膚細胞を直接患部に投与する局所的治療、造血系/間葉系幹細胞を全身投与し、局部で皮膚細胞に分化・機能する全身的治療を組み合わせ、根治的な治療法の開発を目指す。
全身性先天性疾患である劣性栄養障害型表皮水疱症に対し、遺伝子治療を施した患者由来iPS細胞を用いた局所的および全身的な再生医療を開発するため、①～④の研究を行う。①患者由来iPS細胞の作製、②患者由来iPS細胞に対するCOL7遺伝子変異特異的CRISPR/Cas9技術を用いた遺伝子治療、③遺伝子治療を行ったiPS細胞の表皮細胞、線維芽細胞、造血系/間葉系幹細胞への分化　④モデルマウスや免疫不全マウスを用いた治療の効果と安全性の評価。
フレームシフト変異を有する劣性栄養障害型表皮水疱症患者由来細胞の遺伝子変異をCRISPR/Cas9技術を用いて遺伝子治療した結果、フレームシフトが是正され、さらにそれらの細胞が正常な機能を有する7型コラーゲンを発現することを認めた。また、患者由来iPS細胞の作製を終え、iPS細胞由来の間葉系幹細胞への分化実験に成功し、プロトコールの最適化が終了した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Functional analysis of keratin filament network formation indicates clinical severity of epidermolysis bullosa simplex. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ansai O, Shinkuma S, Hayashi R, Tomii K, Deguchi T, Aizawa A, Fujiwara H, Shimomura Y, Abe R.
  • 雑誌名: Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 巻: i n press ページ: i n press
  • DOI: 10.1111/jdv.16495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amino acid charge and epidermolysis bullosa simplex severity: genotype‐phenotype correlations (2019)
  • 著者名/発表者名: Ansai O.、Shinkuma S.、Kabata Y.、Katsumi T.、Hagiwara R.、Tomii K.、Fujikawa H.、Matsubara M.、Abe R.
  • 雑誌名: Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 巻: 34 ページ: e87-e90
  • DOI: 10.1111/jdv.15990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Microscopic and Immunohistochemical Findings of the Epidermal Basement Membrane in Two Families with Nail-patella Syndrome (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinkuma S、Nakamura H、Maehara M、Takashima S、Nomura T、Fujita Y、Hasegawa S、Sato-Matsumura K、Abe R、Shimizu H
  • 雑誌名: Acta Dermato Venereologica 巻: 99 ページ: 1110-1115
  • DOI: 10.2340/00015555-3318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Gene Reframing Therapy for Recessive Dystrophic Epidermolysis Bullosa with CRISPR/Cas9 (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashima Shota、Shinkuma Satoru、Fujita Yasuyuki、Nomura Toshifumi、Ujiie Hideyuki、Natsuga Ken、Iwata Hiroaki、Nakamura Hideki、Vorobyev Artem、Abe Riichiro、Shimizu Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Investigative Dermatology 巻: 139 ページ: 1711～1721.e4
  • DOI: 10.1016/j.jid.2019.02.015
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Frameshift mutations in different exons of Col17a1 lead to distinctive phenotype of junctional epidermolysis bullosa model mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Hong Ha Nguyen, Satoru Shinkuma, Osamu Ansai, Yudai Kabata, Shota Takashima, Masashi Mori, Masahito Ikawa, Hiroshi Shimizu, Riichiro Abe
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
  • 国際学会
• [学会発表] Exploring the possibilities of genome editing therapy for dystrophic epidermolysis bullosa via non-homologous end-joining pathway (2019)
  • 著者名/発表者名: Satoru Shinkuma
  • 学会等名: The 4th Annual Meeting of Chinese Society for Investigative Dermatology
  • 国際学会