ヒトiPS細胞へのゲノム改変によるダウン症候群の病態モデルの確立とその解析

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26860799
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 平田 克弥 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (30724306)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: iPS細胞 / ゲノム編集

研究実績の概要

ダウン症候群ではその新生児の約10％が一過性骨髄異常増殖症(transient abnormal myelopoiesis；TAM)と呼ばれる前白血病状態を呈する。X染色体上にあるGATA-1への（short form産生型）突然変異と21番染色体のトリソミーが重要なファクターと考えられているが、これまでこの両者の作用を明確に区別しつつ、その相互作用を解析することのできる実験モデルがなかった。本研究ではゲノム編集技術であるTALE nucleaseおよびCRISPR/Cas9システム、さらに染色体工学を組み合わせることで GATA-1 【 null / short form / full length】× 21番染色体 【ディプロイド / トリソミー】の6つの組み合わせのヒトiPS細胞を樹立することを目指した。
昨年度までの研究により、ヒトiPS細胞におけるゲノム編集技術を確立することができた。そして上述の6種類のiPS細胞を樹立した。さらに今年度は、21番染色体上において造血に重要な働きをすると考えられる4Mbの領域を推定し、これらを1アレル分のみ欠失した部分トリソミーiPS細胞の作成を行った。ヒトにおいてこのような大きな領域を欠失することに成功した報告はない。さらにこの細胞にGATA1短縮型変異を誘導することに成功した。これにより、TAMの詳細な病態解析を可能にする疾患モデル細胞の構築に成功した。
これらの細胞を造血分化誘導する系を確立し、21トリソミーに造血亢進作用があることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic Cellular Disease Models Reveal Synergistic Interaction of Trisomy 21 and GATA1 Mutations in Hematopoietic Abnormalities. (2016)
  • 著者名/発表者名: Banno K, Omori S, Hirata K, Nawa N, Nakagawa N, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Sakuma T, Yamamoto T, Toki T, Ito E, Yamamoto T, Kokubu C, Takeda J, Taniguchi H, Arahori H, Wada K, Kitabatake Y, and Ozono K
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 15 ページ: 1228-1241
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.04.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり