患者由来異種移植モデルを用いた脳海綿状血管奇形の病態解明と個別化治療法開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K20985
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 本郷 博貴 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80908682)
• 研究期間 (年度): 2021-08-30 – 2023-03-31
• キーワード: 血管奇形 / 遺伝子変異 / モデル動物

研究実績の概要

脳海綿状血管奇形の原因遺伝子として、CCM1, CCM2, CCM3の3種がもともと知られていた。これに加え、PIK3CA変異、MAP3K3変異が新たな原因遺伝子変異として近年報告されており、未解明な病態が多く存在すると考えられる。本研究の目的は、患者由来異種移植による脳海綿状血管奇形モデルマウスを作製しこれを用いた病態解析を行うことで、複数の遺伝子異常が関与する複雑な病態を解明することである。脳海綿状血管奇形症例で手術により摘出された病変を研究対象とすることの倫理申請と、摘出された病変から得られた血管内皮細胞をマウスへ移植する実験を行うための動物実験の申請が必要のためこれらを進めた。しかし動物実験の申請が難航したため、海綿状血管奇形臨床検体の変異解析と遺伝子改変マウスを使用したモデル動物作製を並行して進めた。臨床検体の解析において、眼窩内海綿状血管奇形の新規関連遺伝子変異としてGJA4変異を同定した。アフリカツメガエル卵母細胞やヒト臍帯静脈内皮細胞を用いた機能解析まで行い、同変異がGJA4ヘミチャネルの活性を亢進させる機能獲得型変異であることを明らかにした。これらの結果を論文として発表した。さらにモデル動物実験として同Gja4変異ノックインマウス作製を進めた。変異型Gja4を含むコンストラクトを作製してクローニングし、マウス受精卵に対するCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集を行うことで作製した。今後個体化、繁殖し実験を進めることができる基盤を整えた。

研究成果

• [雑誌論文] Somatic GJA4 gain-of-function mutation in orbital cavernous venous malformations (2022)
  • 著者名/発表者名: Hongo Hiroki、Miyawaki Satoru、Teranishi Yu、Mitsui Jun、Katoh Hiroto、Komura Daisuke、Tsubota Kinya、Matsukawa Takashi、Watanabe Masakatsu、Kurita Masakazu、Yoshimura Jun、Dofuku Shogo、Ohara Kenta、Ishigami Daiichiro、Okano Atsushi、Kato Motoi、Hakuno Fumihiko、Takahashi Ayaka、Kunita Akiko、Ishiura Hiroyuki、et al.
  • 雑誌名: Angiogenesis 巻: 26 ページ: 37～52
  • DOI: 10.1007/s10456-022-09846-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetics of brain arteriovenous malformations and cerebral cavernous malformations (2022)
  • 著者名/発表者名: Hongo Hiroki、Miyawaki Satoru、Teranishi Yu、Ishigami Daiichiro、Ohara Kenta、Sakai Yu、Shimada Daisuke、Umekawa Motoyuki、Koizumi Satoshi、Ono Hideaki、Nakatomi Hirofumi、Saito Nobuhito
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 68 ページ: 157～167
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01063-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symptomatic and Stenotic Developmental Venous Anomaly with Pontine Capillary Telangiectasia: A Case Report with Genetic Considerations (2022)
  • 著者名/発表者名: ISHIGAMI Daiichiro、KOIZUMI Satoshi、MIYAWAKI Satoru、HONGO Hiroki、TERANISHI Yu、MITSUI Jun、SAITO Nobuhito
  • 雑誌名: NMC Case Report Journal 巻: 9 ページ: 139～144
  • DOI: 10.2176/jns-nmc.2022-0022
  • 査読あり
• [学会発表] 眼窩内海綿状血管奇形関連遺伝子変異の同定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 本郷 博貴, 宮脇 哲, 栗田 昌和, 加藤 基, 寺西 裕, 堂福 翔吾, 小原 健太, 石神 大一郎, 岡野 淳, 三井 純, 加藤 洋人, 渡邉 正勝, 辛 正廣, 中冨 浩文, 後藤 浩, 石川 俊平, 岡崎 睦, 齊藤 延人
  • 学会等名: 第18回日本血管腫血管奇形学会学術集会
• [学会発表] 眼窩内海綿状血管奇形における新規関連遺伝子変異の同定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 本郷 博貴, 宮脇 哲, 寺西 裕, 堂福 翔吾, 小原 健太, 石神 大一郎, 岡野 淳, 三井 純, 加藤 洋人, 栗田 昌和, 渡邉 正勝, 辛 正廣, 中冨 浩文, 後藤 浩, 石川 俊平, 齊藤 延人
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会 第81回学術総会
• [学会発表] Epidemiology/etiology of cerebral cavernous malformations (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Hongo, Satoru Miyawaki, Nobuhito Saito
  • 学会等名: 10th European-Japanese Cerebrovascular Congress
  • 国際学会 / 招待講演