中枢神経症状を伴うリソソーム病患者由来iN細胞の誘導と神経変性制御機構の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26670269
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 伊藤 孝司 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 教授 (00184656)
• 研究分担者: 辻 大輔 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 助教 (00423400) ; 幾尾 真理子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 特任助教 (60713401)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ダイレクトリプログラミング / 疾患iPS細胞 / induced Neuron (iN細胞） / リソソーム病 / 蛍光イメージング / トラフィキング

研究実績の概要

リソソーム酵素の遺伝的欠損に基づき、脳内基質の過剰蓄積と中枢神経症状を伴うリソソーム病を対象に、ダイレクトリプログラミングにより患者皮膚線維芽細胞から直接、運動ニューロン等の神経細胞（induced Neuron, iN細胞）を誘導する方法、または患者iPS細胞株から神経細胞を選択的に誘導する方法を確立し、症例特異的な神経細胞病態モデル系の構築を目的として研究を実施した。
1.Cathepsin A（CTSA）欠損症（Galactosialidosis, GS）患者由来線維芽細胞株に、レンチウイルスベクターを用いてヒトNeurogenin2（NGN2）およびSOX11遺伝子を導入し、神経細胞へのダイレクトプログラミングを試みた。形態的には線維芽細胞からの突起形成が観察されたが、成熟神経細胞マーカーであるβ-Tubulin IIIの安定発現には至らなかった。
2.GS患者iPS細胞株から、京都大iPS研の近藤らの方法に従い、大脳皮質ニューロン（CN）への分化誘導を行い、56日後に大部分の細胞でβ-Tubulin IIIおよびNeurofilament-Lなどの神経細胞マーカーやCTIP2, TBR1, STAB2などの大脳皮質特異的な転写因子の発現を確認した。GS患者由来CNでは、CTSA欠損による二次的なNeuraminidase-1（NEU1）の活性低下と末端シアル酸含有糖鎖の蓄積が認められた。またヒトCTSA恒常発現CHO細胞由来のCTSA前駆体をGS-CNの培養液に添加したところ、カチオン非依存性マンノース6-リン酸（M6P）レセプターを介して取り込まれ、蓄積末端シアル酸含有糖鎖を減少させることが明らかになり、GSの病態モデルおよび治療効果の評価系として利用できると考えられた。
3.東京大院・浦野らが開発した、酸性pH活性化蛍光プローブ（AcidiFluoro Orange, AFO）と精製リソソーム酵素とのコンジュゲートを作製し、患者由来線維芽細胞の培養液に添加した際に、生細胞内への取り込みと酸性pHのリソソームへの輸送を可視化できた。

研究成果

• [雑誌論文] Protease-resistant modified human beta-hexosaminidase B ameliorates symptoms in GM2 gangliosidosis model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kitakaze, Yasumichi Mizutani, Eiji Sugiyama, Chikako Tasaki, Daisuke Tsuji, Nobuo Maita, Takatsugu Hirokawa, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Kohei Sato, Mitsutoshi Setou, Yasuteru Urano, Tadayasu Togawa, Akira Otaka, Hitoshi Sakuraba, Kohji Itoh
  • 雑誌名: The Journal of Clinical Investigation 巻: 126(5) ページ: 1691-1703
  • DOI: 10.1172/JCI85300
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recent progress in development of transgenic silkworms overexpressing recombinant human proteins with therapeutic potential in silk glands (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohji Itoh, Isao Kobayashi, So-ichiro Nishioka, Hideki Sezutsu, Hiroaki Machii, Toshiki Tamura
  • 雑誌名: Drug Discoveries & Therapeutics 巻: 10 ページ: 34-39
  • DOI: 10.5582/ddt.2016.01024
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The total chemical synthesis of the monoglycosylated GM2 ganglioside activator using a novel cysteine surrogate. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohei Sato, Keisuke Kitakaze, Norihito Nakamura, Keisuke Aihara, Akira Shigenaga, Tsubasa Inokuma, Daisuke Tsuji, Kohji Itoh, Akira Otaka
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 ページ: 9946-9948
  • DOI: 10.1039/C5CC02967H
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of chemical methodology for preparation of peptide thioesters applicable to naturally occurring peptides using a sequential quadruple acyl transfer system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Tsuda, Akira Shigenaga, Masaya Denda, Kohei Sato, Keisuke Kitakaze, Takahiro Nakamura, Tsubasa Inokuma, Kohji Itoh, Akira Otaka
  • 雑誌名: ChemistryOpen 巻: 4 ページ: 448-452
  • DOI: 10.1002/open.201500086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhancement by Uridine Diphosphate of Macrophage Inflammatory Protein-1 Alpha Production in Microglia Derived from Sandhoff Disease Model Mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Eri Kawashita, Daisuke Tsuji, Yosuke Kanno, Kaho Tsuchida, Kohji Itoh
  • 雑誌名: J of Inherited metabolic Disease Reports 巻: Nov ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/8904_2015_496
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Sandhoff病モデルマウス由来ミクログリアにおけるMIP-1α産生のUDP刺激による亢進 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河下映里、辻大輔、菅野陽介、石原慶一、秋葉聡、伊藤孝司
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] 標的タンパク質の高効率的同定を可能とする新規リンカー分子の開発研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森崎 巧也, 傳田 将也, 中村 太寛, 辻 大輔, 山本 純, 猪熊 翼, 伊藤 孝司, 重永 章, 大髙 章
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] グリア細胞における ABCA7 発現制御機構の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市野 晨人, 奥平 桂一郎, 川原 遥華, 木村 仁, 辻 大輔, 西辻 和親, 堂前 純子, 道川 誠 坂下 直実, 伊藤 孝司, 斎藤 博幸.
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] トランスジェニックカイコ絹糸腺由来ヒトカテプシンA の分子特性と生物機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日高 朋, 西岡 宗一郎, 小林 功, 近藤 まり, 笠嶋めぐみ, 月本 準, 辻 大輔, 瀬筒 秀樹, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 神経症状を呈するリソソーム病モデルマウスにおけるオートファジーに関連した病態解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水谷 安通, 辻 大輔, 山口 沙恵香, 本窪田 絢加, Carmine SPAMPANATO, Andrea BALLABIO, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] GM2 ガングリオシドーシス病患者由来iPS 細胞を用いた神経系病態モデルの構築及び病態シグナル解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻 大輔, 山口 沙恵香, 本窪田 絢加, 水谷 安通, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] リソソーム病におけるオートリソソームの形成異常 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本窪田 絢加, 辻 大輔, 山口 沙恵香, 水谷 安通, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] 改変型U1 snRNAを用いたヒトカテプシンAの遺伝子発現におけるスプライシング異常の是正 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池 啓伸, 山崎 尚志, 金澤 慶祐, 木村 麻里安, 南川 典昭, 辻 大輔, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] リソソーム病におけるオートリソソームの形成異常 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻 大輔, 本窪田 絢加, 北風 圭介, 山口 沙恵香, 田崎 智佳子, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: BMB2015 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] リソソーム病におけるリソソーム制御因子TFEBの発現・局在解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻 大輔, 水谷 安通, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: BMB2015 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 改変型ヒトβ-HexosaminidaseのGM2 蓄積症モデルに対する治療効果の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北風 圭介, 水谷 安通, 杉山 栄二, 真板 宣夫, 広川 貴次, 瀬藤 光利, 櫻庭 均, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: BMB2015 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] Tay-Sachs病患者由来iPS細胞を用いた中枢神経モデルの構築及び病態解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口 沙恵香, 辻 大輔, 難波 建多郎, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: BMB2015 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 改変型低分子RNAを用いたヒトカテプシンAの遺伝子発現におけるスプライシング異常の是正 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池 啓伸, 山崎 尚志, 金澤 慶祐, 木村 麻里安, 南川 典昭, 辻 大輔, 伊藤 孝司.
  • 学会等名: BMB2015 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] ヒトリソソーム性シアリダーゼ（NEU1）の細胞内結晶化と構造解析に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 小祝 孝太郎, 東 哲也，山田 悠介, 平木 雅彦，月本 準，加藤 龍一, 千田 俊哉, Leonard M. G. Chavas, 伊藤 孝司，湯本 史明.
  • 学会等名: BMB2015 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 改変U1 snRNAを用いたヒトカテプシンAエクソンスキッピングの修復 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金澤 慶祐, 木村 麻里安, 斎藤 朱里, 山崎 尚志, 池 啓伸, 伊藤 孝司, 南川 典昭, 滝口 祥令.
  • 学会等名: 第54回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 高知県高知市（高知市文化プラザ・かるぽーと）
  • 年月日: 2015-10-31 – 2015-11-01
• [学会発表] SEAlideを利用した標的タンパク質精製ツール ''トレーサブルリンカー''の開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森崎 巧也, 傳田 将也, 辻 大輔, 山本 純, 折原 賢祐, 猪熊 翼, 伊藤 孝司, 宍戸 宏造, 重永 章, 大髙 章.
  • 学会等名: 第54回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 高知県高知市（高知市文化プラザ・かるぽーと）
  • 年月日: 2015-10-31 – 2015-11-01
• [学会発表] 標的タンパク質の効率的精製および選択的ラベル化を可能とするケミカルツールの開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森崎 巧也, 傳田 将也, 辻 大輔, 山本 純, 折原 賢祐, 猪熊 翼, 伊藤 孝司, 宍戸 宏造, 重永 章, 大髙 章
  • 学会等名: 第31回若手化学者のための化学道場
  • 発表場所: 兵庫県淡路市（淡路夢舞台国際会議場）
  • 年月日: 2015-08-27 – 2015-08-28
• [学会発表] 標的タンパク質の高効率同定を可能とするケミカルツールの開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森崎 巧也, 傳田 将也, 辻 大輔, 山本 純, 折原 賢裕, 猪熊 翼, 伊藤 孝司, 宍戸 宏造, 重永 章, 大髙 章
  • 学会等名: 第47回若手ペプチド夏の勉強会
  • 発表場所: 長野県塩尻市（アスティかたおか）
  • 年月日: 2015-08-09 – 2015-08-11
• [学会発表] 改変型ヒトβ-ヘキソサミニダーゼのGM2蓄積症モデルマウス脳室内への補充効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北風 圭介, 水谷 安通, 田崎 智佳子, 杉山 栄二, 瀬藤 光利, 伊藤 孝司
  • 学会等名: 第34回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 東京都文京区（東京大学安田講堂）
  • 年月日: 2015-07-31 – 2015-08-02
• [学会発表] 中枢神経症状を呈するリソソーム病におけるリソソーム制御因子TFEBの発現・局在解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻 大輔, 水谷 安通, Carmine Spampanato, Andrea Ballabio, 伊藤 孝司
  • 学会等名: 第34回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 東京都文京区（東京大学安田講堂）
  • 年月日: 2015-07-31 – 2015-08-02
• [学会発表] タンパク質半化学合成を指向した配列特異的チオエステル化法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 津田 雄介, 重永 章, 辻 耕平, 傳田 将也, 佐藤 浩平, 北風 圭介, 中村 太寛, 猪熊 翼, 伊藤 孝司, 大髙 章
  • 学会等名: 創薬懇話会2015 in 徳島 次世代を担う若手のためのメディシナルケミストリーフォーラム
  • 発表場所: 徳島県鳴門市（グランドエクシブ鳴門 ザ・ロッジ）
  • 年月日: 2015-07-02 – 2015-07-03
• [学会発表] ヒトリソソーム性シアリダーゼNEU1の細胞内結晶化と解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小祝 孝太郎，月本 準, 東 哲也，山田 悠介,平木 雅彦，加藤 龍一, 千田 俊哉, Leonard M. G. Chavas, 伊藤 孝司，湯本 史明
  • 学会等名: 第15回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市（あわぎんホール）
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 新規組換えリソソーム酵素の創製とリソソーム病治療への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 孝司, 西岡 宗一郎, 辻 大輔, 東 哲也, 真板 宣男, 小林 功, 瀬筒 秀樹, 湯本 史明, 原園 景, 石井 明子, 川崎 ナナ
  • 学会等名: 第15回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市（あわぎんホール）
  • 年月日: 2015-06-26
• [学会発表] Development of Chemistry-based Protocol for Sequence-dependent Thioesterification. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Tsuda, Akira Shigenaga, Kohei Tsuji, Masaya Denda, Kohei Sato, Keisuke Kitakaze, Takahiro Nakamura, Tsubasa Inokuma, Kohji Itoh, Akira Otaka
  • 学会等名: American Peptide Symposium 2015
  • 発表場所: Hyatt Regency (Orland, Florida, USA)
  • 年月日: 2015-06-20
  • 国際学会
• [学会発表] 神経炎症を伴うリソソーム病における転写因子TFEBの発現・局在解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 辻 大輔, Carmine Spampanato, Irene Sambri, Alessandro Fraldi, Andrea Ballabio, 伊藤 孝司
  • 学会等名: 第56回日本生化学会 中国四国支部例会
  • 発表場所: 島根県松江市（島根大学大学会館）
  • 年月日: 2015-05-29 – 2015-05-30
• [学会発表] 多発性骨髄腫由来エキソソームによる骨芽前駆細胞の分化抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉﨑 圭, 幾尾 真理子, 安倍 正博, 伊藤 孝司
  • 学会等名: 第56回日本生化学会 中国四国支部例会
  • 発表場所: 島根県松江市（島根大学大学会館）
  • 年月日: 2015-05-29 – 2015-05-30
• [学会発表] 改変型ヒトβ-ヘキソサミニダーゼのin vitro培養系でのGM2蓄積症モデル細胞に対する補充効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水谷 通安, 北風 圭介, 田崎 智佳子, 櫻庭 均, 伊藤 孝司
  • 学会等名: 第56回日本生化学会 中国四国支部例会
  • 発表場所: 島根県松江市（島根大学大学会館）
  • 年月日: 2015-05-29 – 2015-05-30
• [学会発表] 改変U1snRNAを用いたヒトカテプシンA遺伝子発現におけるスプライシング異常の是正 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池啓 伸, 山崎 尚志, 田中 翔子,金澤 慶祐, 伊藤 孝司
  • 学会等名: 第56回日本生化学会 中国四国支部例会
  • 発表場所: 島根県松江市（島根大学大学会館）
  • 年月日: 2015-05-29 – 2015-05-30
• [学会発表] 改変U1 snRNAによるヒトカテプシンAスプライス異常修復 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金澤 慶祐, 山崎 尚志, 池 啓伸, 伊藤 孝司, 南川 典昭, 滝口 祥令
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第15回シンポジウム
  • 発表場所: 京都府京都市（京都薬科大学）
  • 年月日: 2015-05-01
• [図書] 癌と化学療法 － 術前２週間のS-1投与によりGrade2の治療効果が得られた進行胃癌の１例－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 湯浅 康弘, 沖津 宏, 後藤 正和, 枝川 広志, 大森 理佐, 谷 亮太郎, 増田 有理, 蔵本 俊輔,松本 大資, 富林 敦司, 浜田 陽子, 山下 留理子, 藤井 義幸, 伊藤 孝司
  • 総ページ数: 120(637-638)
  • 出版者: 株式会社 癌と化学療法社
• [備考] 徳島大学大学院薬科学教育部・創薬生命工学分野
  • URL: http://www.tokushima-u.ac.jp/ph/faculty/labo/btc/