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2019 年度 実績報告書

iPS細胞と遺伝子改変技術を用いたGorlin症候群の病態解析と治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K10061
研究機関北里大学

研究代表者

宮下 俊之  北里大学, 医学部, 教授 (60174182)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードGorlin症候群 / PTCH1 / 髄芽腫 / iPS細胞 / CRISPR/Cas9システム
研究実績の概要

PTCH1遺伝子のヘテロ接合性変異で発症する高発癌性遺伝病であるGorlin症候群(NBCCS)由来iPS細胞を樹立した(PTCH1+/- iPSCs)。免疫不全マウス皮下に移植し奇形腫を形成させたところ、全例で奇形腫中に髄芽腫様組織が見られた。更にこの組織においてはPTCH1の正常アレルにLOHあるいはセカンド・ヒットとなる機能喪失型変異が見いだされた。以上の点からこの実験モデルはNBCCS患者に発症する髄芽腫を再現していると考えられ、髄芽腫発症の分子機序の解析、新規治療薬の開発に応用可能と考えられた。
更にCRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子編集により、残る正常アレルを破壊した細胞(PTCH1-/- iPSCs)を作製し、それらの細胞生物学的特性を解析した。PTCH1-/- iPSCsではPTCH1+/- iPSCsと比べて増殖速度が増加した。また、PTCH1-/- iPSCsはPTCH1+/- iPSCsよりもPTCH1、GLI1、HHIP1などのソニックヘッジホッグ(SHH)シグナル伝達系標的遺伝子の発現量が上昇していた。これらのことから、作製した iPS細胞ではPTCH1両アレルを欠損することでSHHシグナル伝達系が著明に亢進し、GLIが恒常的に活性化していると考えられた。作製したPTCH1-/- iPSCsを免疫不全マウスに移植して得られたテラトーマはPTCH1+/- iPSCsから形成したテラトーマに比して成熟した組織が減少しており、未熟型であった。さらに、PTCH1+/- iPSCsから形成したテラトーマに比べて神経系細胞などの外胚葉組織を多く含み、内胚葉及び中胚葉組織が少ないといった特徴が認められことから、今回得られたテラトーマでは外胚葉への分化が誘導されていたことが示唆された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A familial case of overgrowth syndrome caused by a 9q22.3 microdeletion in a mother and daughter2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Hikari、Shimura Masaru、Takahashi Hidekuni、Nara Shonosuke、Morishima Yasuyuki、Go Soken、Miyashita Toshiyuki、Numabe Hironao、Kawashima Hisashi
    • 雑誌名

      European Journal of Medical Genetics

      巻: 印刷中 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.ejmg.2020.103872

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gorlin syndrome-induced pluripotent stem cells form medulloblastoma with loss of heterozygosity in PTCH12020

    • 著者名/発表者名
      Ikemoto Yu、Miyashita Toshiyuki、Nasu Michiyo、Hatsuse Hiromi、Kajiwara Kazuhiro、Fujii Katsunori、Motojima Toshino、Toyoda Masashi、Umezawa Akihiro
    • 雑誌名

      Aging

      巻: 印刷中 ページ: -

    • DOI

      10.1101/858555

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dysregulated DNA methylation of GLA gene was associated with dysfunction of autophagy2019

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa Hiroko、Hossain Mohammad Arif、Miyajima Takashi、Nagao Kazuaki、Miyashita Toshiyuki、Eto Yoshikatsu
    • 雑誌名

      Molecular Genetics and Metabolism

      巻: 126 ページ: 460~465

    • DOI

      10.1016/j.ymgme.2019.03.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MicroRNAs profiling in fibroblasts derived from patients with Gorlin syndrome2019

    • 著者名/発表者名
      Shiohama Tadashi、Fujii Katsunori、Miyashita Toshiyuki、Takatani Tomozumi、Ikehara Hajime、Uchikawa Hideki、Motojima Toshino、Uchida Tomoko、Shimojo Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Human Genetics

      巻: 64 ページ: 757~765

    • DOI

      10.1038/s10038-019-0607-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel PTCH1 mutation in basal cell nevus syndrome with rare craniofacial features2019

    • 著者名/発表者名
      Murata Yuka、Kurosaka Hiroshi、Ohata Yasuhisa、Aikawa Tomonao、Takahata Sosuke、Fujii Katsunori、Miyashita Toshiyuki、Morita Chisato、Inubushi Toshihiro、Kubota Takuo、Sakai Norio、Ozono Keiichi、Kogo Mikihiko、Yamashiro Takashi
    • 雑誌名

      Human Genome Variation

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41439-019-0047-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヘッジホッグシグナル伝達の亢進と疾患2020

    • 著者名/発表者名
      宮下 俊之
    • 学会等名
      お茶の水がん学アカデミア第161 回集会
    • 招待講演
  • [学会発表] PTCH1遺伝子の全欠失を伴うGorlin症候群(9q22.3微細欠失)の親子例2019

    • 著者名/発表者名
      志村優、山田ひかり、長谷川里奈、高橋英城、奈良昇乃助、森島靖行、呉宗憲、宮下俊之、沼部博直、河島尚志
    • 学会等名
      第122回日本小児科学会学術集会
  • [学会発表] ヘッジホッグ異常症のiPS細胞とゲノム編集2019

    • 著者名/発表者名
      宮下 俊之
    • 学会等名
      第61回日本小児神経学会学術集会
    • 招待講演
  • [備考] 北里大学医学部 分子遺伝学

    • URL

      http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~molgen/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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