ゴーシェ病の治療標的探索：RNAエピジェネティクスによるGBA翻訳制御機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10043
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 三好 圭子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 准教授 (20304537)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 萩田 浩子 徳島大学, 技術支援部蔵本技術部門, 技術専門職員 (30512123) ; 野間 隆文 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (40189428) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ゴーシェ病 / GBA / 遺伝子発現制御機構 / 遺伝子翻訳制御機構

Outline of Annual Research Achievements

ゴーシェ病(GD)は，原因遺伝子変異と臨床症状が必ずしも相関しないことから，エピジェネティック制御の関与が示唆される．そこで本研究では，申請者らが樹立した亜型GD患者および家族由来口腔粘膜線維芽細胞を用いて，GBA遺伝子発現調節機構に関わるRNAのエピジェネティックモディファイヤーを探索し，未解明のGD発症機序を解明することを目的とする．
今年度はエピジェネティック解析追加申請について徳島大学病院医学系研究倫理審査委員会に受理されたことから，続いて試料提供者にインフォームドコンセントを行い，再同意を得た． そこで，取得済みの患者及び患者家族由来線維芽細胞(OF)からRNAを抽出し，エピジェネティックモディファイヤーの探索として，２つの網羅的解析（miRNA解析とRNA修飾解析）を行った． その結果，膨大な情報を取得し，エピジェネティックの観点から，性別や年齢などによる影響も考慮して，現在，慎重にデータマイニングを行なっている．
また，昨年度投稿した細胞特異的な新規遺伝子発現制御機構については，バリアントの存在とその機能，miRNAやその他の遺伝子との発現動態との連関についての追加実験が必要となった．これらの結果は本研究の目的である，未解明のGD発症機序を解明するためのGBA遺伝子発現調節機構に関わるモディファイヤー探索に重要な手がかりとなると考えられ，並行して解析を進めている．さらに，先行研究のエクソーム解析やトランスクリプトーム解析と今回得られたアレイ解析を対比しながら，GBA遺伝子の翻訳制御機構に関わる未知のモディファイヤーを探索している．

Current Status of Research Progress

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

Reason

まず，徳島大学病院医学系研究倫理審査委員会に申請中のエピジェネティック解析追加手続きが完了し，承認されたことから，続いて試料提供者にインフォームドコンセントを行い，再同意を得た．そこで，取得済みの患者及び患者家族由来線維芽細胞(OF)からRNAを抽出し，エピジェネティックRNAモディファイヤーの探索として，２つの網羅的解析（miRNA解析とRNA修飾解析）を行った．
当初の研究計画では，RNA修飾解析については，既知の原因遺伝子であるGBAのRNAメチル化修飾解析を行う予定であったが，メチル化アレイ解析が開発され，利用可能な環境となったことから，修飾される遺伝子をGBAに限定することなく，網羅的に解析することが，本研究目的に合致すると考え，こちらの解析を行った．現在，miRNAアレイ解析結果とともに，膨大な情報を取得し，エピジェネティックの観点から，性別や年齢などによる影響も考慮して慎重にデータ解析を行っている．またCOVID感染拡大に伴う予期せぬ研究時間の制限下でもあり，iPS細胞分化の方は着手できていないが，目標に向かって着実に前進していると考える．
また，昨年度投稿した細胞特異的な新規遺伝子発現制御機構については，バリアントの存在とその機能，miRNAやその他の遺伝子との発現動態との連関についての追加実験が必要となったことから，その解析を進め，再投稿の準備中である．

Strategy for Future Research Activity

研究計画を以下の通り繰り下げて変更する．
１）患者，患者ご家族由来線維芽細胞(OF)由来のRNAを用いたエピジェネティックRNAモディファイヤーの探索として行った，２つの網羅的解析（miRNA解析とRNA修飾解析）についてデータマイニングを行う．
２）候補因子が示唆された場合，エクソーム解析結果と照らし合わせた上で， Loss-of-function解析（miRNA inhibitorあるいは修飾関連酵素遺伝子のsiRNA）やGain-of-function解析（mimicあるいは発現ベクターの導入）にてGCaseの量と活性を検討する．
３）OF-iPS細胞を用いた病態モデル系を構築し，２）の結果を検証する．最終的には研究成果を新規GBA特異的遺伝子発現調節機構および治療標的としての可能性を総括し，国際雑誌への論文投稿・学会発表を通じて公表する．

Causes of Carryover

上述の通り，今年度は当初の研究計画を繰り下げて行い，２つの網羅的解析（miRNA解析とRNA修飾解析）を行うために必要な受託解析費用の一部とした．iPS細胞のモデル系構築には至らなかったため，未使用の費用を次年度に繰り越し，最終年度の研究費と合わせて使用する予定である．