分裂期チェックポイントを利用した２１トリソミー治療法の開発

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04321
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 松浦 伸也 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮本 達雄 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 講師 (40452627) ; 柳原 啓見 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (50719474)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 染色体 / 遺伝病

Outline of Annual Research Achievements

ダウン症の２１トリソミーを培養細胞レベルで正常化させるトリソミー治療法が注目されている。本申請研究では、新しい概念を取り入れたトリソミー治療法を提案する。すなわち、ダウン症細胞の分裂期チェックポイントを人工的に抑制して染色体不安定性を一過性に誘導し、この中から過剰２１番染色体のみ喪失した細胞を選別する手法である。本法は簡易かつ細胞およびゲノムに低侵襲であり、より安全な染色体治療法として２１トリソミーのみならず様々な染色体異常症に応用できる可能性がある。
本年度は、BUBR1が欠損したPCS症候群の患者由来iPS細胞を用いて染色体数の分布（異数性）を観察した。その結果、BUBR1の発現を相補すると、患者細胞の染色体不安定性は回復するが、核型異常までは正常化されないことが判明した。さらに正常細胞を用いて、ライブセルイメージング手法により２１番染色体と１８番染色体の検出を試みた。具体的には、２１番染色体および１８番染色体に特異的なリピートを標的とするCRISPR/Cas9を作成して、GFPと連結してU2OS細胞に導入した。その結果、２１番染色体または１８番染色体のいずれもリアルタイムで観察された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画のとおり、２１番染色体と１８番染色体のライブセルイメージングに成功した。

Strategy for Future Research Activity

２１番または１８番染色体を認識するdCas9-GFPを、それぞれ２１トリソミーおよび１８トリソミーのiPS細胞に導入して、細胞クローンを単離する。この細胞にBUBR1 siRNAを導入して、染色体のコピー数を観察し、染色体数が正常化する瞬間を観察する。

Research Products

• [Journal Article] Wilms tumor accompanied by premature chromatid separation (2017)
  • Author(s): Shimada Kazuhiro、Yanagisawa Ryu、Kubota Noriko、Hidaka Eiko、Sakashita Kazuo、Ishii Eizaburo、Matsuura Shinya、Ogiso Yoshifumi
  • Journal Title: Pediatric Blood & Cancer Volume: 64 Pages: e26255～e26255
  • DOI: 10.1002/pbc.26255
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cilia play a role in breaking left-right symmetry of the sea urchin embryo (2016)
  • Author(s): Takemoto A, Miyamoto T, Simono F, Kurogi N, Kurabayashi MS, Awazu A, Suzuki KT, Yamamoto T, Sakamoto N
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 21 Pages: 568-578
  • DOI: doi:10.1111/gtc.12362
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional consequence of fibulin-4 missense mutations associated with vascular and skeletal abnormalities and cutis laxa (2016)
  • Author(s): Sasaki T, Hanisch FG, Deutzmann R, Sakai LY, Sakuma T, Miyamoto T, Yamamoto T, Hannappel E, Chu ML, Lanig H, von der Mark K
  • Journal Title: Matrix Biol Volume: 56 Pages: 132-149
  • DOI: doi: 10.1016/j.matbio.2016.06.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] ATM heterozygous mutations underlying individual differences in radiosensitivity in human populations (2016)
  • Author(s): Shinya Matsuura, Ekaterina Royba, Tatsuo Miyamoto, Silvia Natsuko Akutsu, Takashi Yamamoto, Yoshiki Kudo, Satoshi Tashiro
  • Organizer: ASHG2016 (Vancouver)
  • Place of Presentation: Vancouver（カナダ）
  • Year and Date: 2016-10-18 – 2016-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Generation of PCS (MVA) syndrome mutation knock-in mice using CRISPR/Cas9-mediated genome editing technology (2016)
  • Author(s): Kosuke Hosoba, Tatsuo Miyamoto and Shinya Matsuura
  • Organizer: ASHG2016 (Vancouver)
  • Place of Presentation: Vancouver（カナダ）
  • Year and Date: 2016-10-18 – 2016-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A combined approach of exome sequencing and genome editing identified WDR62/MCPH2 mutations in patients with primary microcephaly (2016)
  • Author(s): Tatsuo Miyamoto, Yoshinori Masatsuna, Akihiro Fukumitsu, Silvia Natsuko Akustu, Kosuke Hosoba, Hiroyuki Morino, Hideshi Kawakami, Takashi Yamamoto, Kenji Shimizu, Hirofumi Ohashi, Shinya Matsuura
  • Organizer: ASHG2016 (Vancouver)
  • Place of Presentation: Vancouver（カナダ）
  • Year and Date: 2016-10-18 – 2016-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Molecular basis of human BUBR1 deficiency, a central protein of the spindle assembly checkpoint (2016)
  • Author(s): Shinya Matsuura, Tatsuo Miyamoto, Kosuke Hosoba, Hiroshi Ochiai, Takashi Yamamoto, Makoto Furutani-Seiki
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
  • Invited
• [Presentation] WDR62/MCPH2 mutations identified in patients with primary microcephaly by a combined approach of exome sequencing and genome editing technology (2016)
  • Author(s): Nobunori Masatsuna, Silvia Natsuko Akustu, Kosuke Hosoba, Hiroyuki Morino, Hideshi Kawakami, Takashi Yamamoto, Kenji Shimizu, Hirofumi Oohashi, Tatsuo Miyamoto, Shinya Matsuura
  • Organizer: ICHG2016 (Kyoto)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • Int'l Joint Research
• [Book] ゲノム編集入門 山本卓 編 (2016)
  • Author(s): 宮本 達雄
  • Total Pages: 226
  • Publisher: 裳華房