霊長類およびヒト組織における高効率塩基編集

非人霊長類とヒトの網膜における高精度な塩基編集技術の応用 研究背景 スターガルト病は現在治療法がない遺伝性神経変性疾患で、主にABCA4遺伝子の機能喪失変異により黄斑変性や失明を引き起こします。ABCA4遺伝子がコードするタンパク質は、光受容体と網膜色素上皮細胞(RPE細胞)に局在する膜脂質フリッパーゼであり、視網膜内の有毒なレチノイドの蓄積を防ぐ役割を持ちます。スターガルト病で最も一般的な変異は、ABCA4遺伝子のc.5882G>A(p.Gly1961Glu)点変異で、この変異はタンパク質機能の喪失を引き起こし、疾患を誘発します。 これまでに、細胞株やマウスモデルでの塩基編集に関する研究はいくつかありますが、ヒトおよび非ヒト霊長類(NHPs)の神経組織において効率的な遺伝子編集を実現するこ...

必須遺伝子の一時的抑制による遺伝子標的肝細胞の体内拡大

遺伝子治療の新たな進展:Repair Drive技術による肝細胞の体内拡大 学術的背景 遺伝子治療は近年の医学研究の焦点分野であり、特に肝臓疾患に対する遺伝子治療は、肝臓が代謝において中心的な役割を果たすことから、研究の重要な対象となっています。既存の遺伝子編集技術であるCRISPR-Cas9は遺伝子ノックアウトにおいて顕著な進展を遂げていますが、ほとんどの肝臓疾患において必要とされるのは遺伝子の修復(correction)であり、ノックアウト(disruption)ではありません。しかし、修復の効率と正確性は終末分化した肝細胞において非常に限られており、これが臨床応用を大きく制約しています。この問題を解決するため、研究チームはRepair Driveという新技術を開発しました。これは、必須...

繊毛病:広範な繊毛ネットワークの解離がタンパク質恒常性と細胞運命の切り替えを引き起こし、重度の原発性繊毛運動障害をもたらす

繊毛疾患に関する研究:CCDC39/CCDC40ヘテロダイマーが原発性繊毛運動障害(PCD)に果たす役割 学術的背景 原発性繊毛運動障害(Primary Ciliary Dyskinesia, PCD)は、慢性呼吸器感染、不妊、および器官の左右非対称性障害を主な特徴とする稀な単一遺伝子疾患です。これまでに50以上のPCD関連遺伝子が同定されていますが、特にCCDC39(コイルドコイルドメイン含有タンパク質39)およびCCDC40遺伝子の変異は、重度の症状を引き起こし、その症状は繊毛運動機能の喪失だけでは説明できない場合があります。本研究は、CCDC39およびCCDC40遺伝子変異が細胞機能に及ぼす広範な影響、特に繊毛の組立と安定性における役割、およびこれらの変異が重度のPCD症状を引き起こす...

患者由来オルガノイドを用いた迅速かつスケーラブルな個別化ASOスクリーニング

患者由来オルガノイドを用いたパーソナライズドアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)スクリーニングプラットフォームの確立 学術的背景 近年、ゲノムシーケンシング技術の急速な進展に伴い、特定の遺伝子変異に関連する多くの希少遺伝性疾患が発見されています。アンチセンスオリゴヌクレオチド(Antisense Oligonucleotides, ASOs)は、特定のRNA配列を標的とする治療手段として、さまざまな遺伝性疾患の治療においてその可能性を示しています。ASOsは標的mRNAに結合し、RNAの加工プロセスを調節したり、タンパク質の発現レベルに影響を与えることで、遺伝子変異によって引き起こされる病理学的表現型を修正します。しかし、ASOsが研究室や臨床で顕著な成果を上げているにもかかわらず、その...

mRNA-リポイドナノ粒子を用いた輸血可能な血小板の遺伝子工学は血液銀行の実践と互換性がある

mRNA-リポイドナノ粒子を用いた輸血可能な血小板の遺伝子工学は、血液銀行の実践と互換性がある 学術的背景 血小板は、止血、炎症、敗血症、がんなど、さまざまな生理的プロセスにおいて重要な役割を果たしています。しかし、その主な止血機能のため、血小板輸血は主に血小板減少症や出血の管理に限定されています。血小板輸血の臨床応用を拡大するために、研究者たちは遺伝子工学技術を用いてドナー血小板に新たな機能や強化された機能を付与することを目指しています。これまでの研究では、mRNAを含むリポイドナノ粒子(mRNA-LNP)を使用することで、非臨床的な結晶溶液中で血小板を遺伝子修飾できることが示されていました。しかし、現在輸血に使用される血小板は、通常、血漿または血小板添加液(PAS)中で保存され、室温また...

脊髄運動ニューロンにおけるNRG1タイプIIIの持続的過剰発現は、SOD1 G93AマウスにおけるALS関連病理に治療効果を示さない

持続的なNRG1タイプIII過剰発現によるSOD1G93AマウスのALS関連病理への影響 背景および研究の動機 筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、上位および下位運動ニューロンを侵す壊滅的な神経変性疾患であり、進行性の筋麻痺と最終的な死に至ります。現在、ALSの病態進行を顕著に遅延または停止させる効果的な治療法は存在していません。変異型SOD1遺伝子を発現するマウスモデルは、ALS研究において重要な役割を果たしてきましたが、その多くの知見が臨床試験において十分な成果を上げていないことが問題となっています。ALSの複雑な病態形成機構がこの課題の主要な要因です。 表皮成長因子様の成長因子であるNeuregulin-1(NRG1)は、多機能な調節因子として神経系で重要な役割を果たしており、髄鞘形成やシ...

アンチセンスオリゴヌクレオチドはヒト化マウスモデルでSLC20A2の発現を高め、脳石灰化を抑制する

アンチセンスオリゴヌクレオチドはヒト化マウスモデルでSLC20A2の発現を高め、脳石灰化を抑制する

反義オリゴヌクレオチドがSLC20A2の発現を増強し、ヒト化マウスモデルでの脳石灰化を抑制 背景と研究課題 原発性家族性脳石灰化(Primary Familial Brain Calcification、PFBC)は、加齢に関連した神経遺伝性疾患で、基底神経節、視床、小脳などの脳部位で両側性の石灰化沈着を特徴とします。PFBC患者は、頭痛、パーキンソン様運動障害、認知機能低下、不安、うつなど多様な症状を呈します。現在、PFBCの臨床管理は対症療法に依存しており、脳石灰化の進行を効果的に抑制する治療法は存在しません。 PFBCの遺伝的基盤には、SLC20A2、PDGFRB、PDGFBなどの遺伝子の変異が含まれ、約61%のPFBC症例はSLC20A2遺伝子のヘテロ接合性変異に起因しています。しか...

局所皮質発達障害における遺伝子治療の応用

新しい遺伝子治療法が局所性皮質形成異常による癲癇発作を制御する可能性 局所性皮質形成異常(Focal Cortical Dysplasia、FCD)は、皮質の発達異常によって引き起こされる一群の疾患であり、薬物抵抗性てんかんや認知・行動障害を伴うことが多い。国際抗てんかん連盟(ILAE)の2022年にNajmらによって提案された分類基準によると、FCDは孤立型(FCD I型とII型)と主要病変に関連するFCD III型にさらに分類される。FCD II型は主に体細胞変異によって引き起こされ、皮質層構造の乱れと異形神経細胞を引き起こし、これらの異常な神経細胞がてんかん促進回路に組み込まれる。最近、英国ロンドン大学カレッジのQueens Square Institute of Neurologyの...

アデノ随伴ウイルス媒介による中枢神経系へのトラスツズマブ送達:ヒト表皮成長因子受容体2+脳転移に向けて

AAV介在のトラスツズマブ中枢神経系送達によるEGFR2陽性脳転移腫瘍治療 背景紹介 乳がん治療において、ヒト上皮成長因子受容体2(HER2)陽性の腫瘍は、より攻撃的な特徴を示し、臨床治療において顕著な課題となっています。1998年にトラスツズマブ(商品名:ハーセプチン®)が承認されて以来、この薬はHER2陽性乳がん患者の全体生存率を顕著に改善してきました。しかし、中枢神経系(CNS)に転移したHER2陽性の脳転移症例に対しては、血液脳関門や他の要因の影響により、トラスツズマブの脳脊髄液中の半減期が短い(2-4日)ため、従来の全身的な抗HER2抗体治療の効果は限られています。そのため、HER2陽性CNS疾病を標的とする新しい治療法を模索する必要があります。 研究出典 本研究は、ペンシルベニア...