ヒト人工染色体ベクターを用いた血友病の新遺伝子治療法の開発

文献情報

• 文献番号: 200727005A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ヒト人工染色体ベクターを用いた血友病の新遺伝子治療法の開発
• 課題番号: H18-エイズ-一般-002
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 押村 光雄(鳥取大学大学院医学系研究科)

研究分担者(所属機関)

• 香月　康宏(鳥取大学・大学院医学系研究科)
• 井上　敏昭(鳥取大学・大学院医学系研究科)
• 加藤　基伸(鳥取大学・大学院医学系研究科)
• 武谷　浩之(鳥取大学・医学部生命科学科)
• 谷口　英樹(横浜市立大学院・医学研究科)
• 落谷　孝広(国立がんセンター研究所・がん転移研究室)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
• 研究開始年度: 平成18(2006)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究費: 7,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

カセット方式で遺伝子導入でき自律複製する極小染色体であるがゆえ遺伝子搭載サイズに制限なく、あらゆる細胞に移入することが可能であるヒト人工染色体(HAC: Human Artificial Chromosome)ベクターを用い、持続的改善と患者の経済的肉体的負担の大幅軽減をもたらす血友病治療法をマウスで検証する。

研究方法

血友病の安全な遺伝子治療を目指し、Factor VIII cDNAを多数タンデムにHACベクター上に搭載し、ヒト間葉系幹細胞に導入し高効率発現システムを構築する。モデル系としてこれをマウスに移植し、発現を定量化し、最少数の移植細胞による長期補充療法を検証する。さらに幹細胞の分化誘導により細胞動態、Factor VIIIの分泌動態を長期にわたり解析し、安全性・機能性を評価し、臨床応用に向けた礎とする。

結果と考察

Factor VIII cDNAを4コピー搭載した人工染色体を不死化した間葉系幹細胞へ導入したクローンにおいてFactor VIIIの機能性発現を確認した。Factor VIII発現細胞を血友病モデルマウスに移植後、血中でのFactor VIIIの機能性発現を確認できた。Factor VIIIを4 copy搭載するだけでもレスキューするには十分効果を発揮することがわかった。モデルマウス由来ntESへのFactor VIII-HACベクター導入後、血友病モデルマウス皮下に移植すると腫瘍を形成した。ESを肝臓へ分化、あるいは血小板を含む血液系へ分化誘導させたときにFactor VIIIの最低限必要なコピー数を知る上でも重要であると考えられる。染色体改変技術を用いたマウスES細胞のin vitroで肝細胞への分化誘導システムを構築できた。Factor VIIIに肝臓由来、あるいは血小板由来のプロモーターをつなげたものを染色体改変により導入すればより生理的な発現制御の下でHACベクター上の遺伝子を発現できる可能性が見出された。

結論

HACベクターを用いる血友病の新遺伝子治療法の開発は概ね予定通り進んだと言える。安定であり、コピー数依存的発現可能なFactor VIII 搭載HACベクターを構築し、間葉系幹細胞への移入、皮下移植、効果と安全性の検証を着々と進めることができた。
今後、本研究でめざす新規血友病治療法を完成させ、HACベクターを用いた遺伝子治療において我が国が世界的リーダーとなるよう長期的な展望に立ち研究を進めたい。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-06-04
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200727005B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ヒト人工染色体ベクターを用いた血友病の新遺伝子治療法の開発
• 課題番号: H18-エイズ-一般-002
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 押村 光雄(鳥取大学大学院医学系研究科)

研究分担者(所属機関)

• 香月　康宏(鳥取大学大学院医学系研究科)
• 井上　敏昭(鳥取大学大学院医学系研究科)
• 加藤　基伸(鳥取大学大学院医学系研究科)
• 武谷　浩之(鳥取大学医学部生命科学科)
• 谷口　英樹(横浜市立大学院医学研究科)
• 落谷　孝広(国立がんセンター研究所がん転移研究室 )

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
• 研究開始年度: 平成18(2006)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

カセット方式で遺伝子導入でき自律複製する極小染色体であるがゆえ遺伝子搭載サイズに制限なく、あらゆる細胞に移入することが可能であるヒト人工染色体(HAC: Human Artificial Chromosome)ベクターを用い、持続的改善と患者の経済的肉体的負担の大幅軽減をもたらす血友病治療法をマウスで検証する。

研究方法

血友病の安全な遺伝子治療を目指し、Factor VIII cDNAを多数タンデムにHACベクター上に搭載し、ヒト間葉系幹細胞に導入し高効率発現システムを構築する。モデル系としてこれをマウスに移植し、発現を定量化し、最少数の移植細胞による長期補充療法を検証する。さらに幹細胞の分化誘導により細胞動態、Factor VIIIの分泌動態を長期にわたり解析し、安全性・機能性を評価し、臨床応用に向けた礎とする。

結果と考察

Factor VIII cDNAを搭載した人工染色体を不死化した間葉系幹細胞へ導入したクローンにおいてFactor VIIIの機能性発現を確認した。発現細胞を血友病モデルマウスに移植後、血中でのFactor VIIIの機能性発現を確認でき、Factor VIIIを4 copy搭載するだけでもレスキューするには十分効果を発揮することがわかった。モデルマウス由来ntESへのFactor VIII-HACベクター導入クローンを内胚葉系への分化誘導によりFactor VIII発現が増加した。内胚葉系への分化誘導によってもFactor VIIIの高発現が認められることから分化誘導して形成させた肝臓を用いての補充療法が可能であることが示された。また肝臓へ分化誘導させたときにFactor VIIIの最低限必要なコピー数を知る上でも重要であると考えられる。間葉系幹細胞は腫瘍化することなく、肝細胞分化及び血管組織も再構築できる細胞であることがわかり、治療に使う上でHACベクター上の遺伝子を安全に機能させうることが見出された。

結論

安定であり、コピー数依存的発現可能なFactor VIII 搭載HACベクターを構築し、間葉系幹細胞への移入、皮下移植、効果と安全性の検証を進めることができ、HACベクターを用いる血友病の新遺伝子治療法の開発は概ね予定通り進んだと言える。
今後、本研究でめざす新規血友病治療法を完成させ、HACベクターを用いた遺伝子治療において我が国が世界的リーダーとなるよう長期的な展望に立ち研究を進めたい。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-06-04
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200727005C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: Factor VIIIの発現ユニットを多数搭載したHACを構築した。安定で安全な高効率発現系を作ることで、従来ベクターが抱える問題を克服できる可能性が示された。また導入幹細胞を生着させるためには、前処置として患者の健常細胞／組織を除去、切除することが必要となるが、HACを搭載した極少数の自己細胞の移植による補充療法により、肉体的にも経済的にも患者への負担が少ない治療法の確立という社会的要請にも十分応えることができるものと考えられる。
• 臨床的観点からの成果: 間葉系幹細胞は腫瘍化することなく、肝細胞分化及び血管組織も再構築できる細胞であることがわかった。治療に使う上でHACベクター上の遺伝子を安全に機能させうることが見出された。ウィルスベクターでは不可能であったガン化の有無やFactor VIII発現確認を、HAC導入細胞をあらかじめ性能評価するシステムはできたので、患者への細胞移植補充治療の可能性が考えられる。
• ガイドライン等の開発: 該当するものは特になし。
• その他行政的観点からの成果: 本研究では血友病に特化してHACベクターを利用する遺伝子治療を進めその可能性を提示したが、同様のアプローチは他の疾患にも応用できる。さらにHACは巨大ゲノムの搭載も可能なため単なる高発現系ではなく生理的発現様式の再現が必要な場合にも応用可能であり応用範囲は広い。本研究により我が国がHACを用いた遺伝子治療の第一歩を踏み出し、世界における我が国の優位性を示したと自負する。
• その他のインパクト: 遺伝子治療分野での最大の学会であるAmercan Society of Gene Therapy総会に以下の演題が採択されており、発表後には本研究で進めた新規のアプローチは多くの研究者に着目され、血友病の治療に向けた取り組みが加速されるであろう。本研究内容は、研究者以外の方々にも興味をもっていただけるよう、そして将来研究者を志す若者が増えることを期待し、本研究室のホームページや出前授業でわかりやすく成果を紹介する予定である。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 0件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 0件
• 学会発表(国際学会等): 0件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

公開日・更新日

• 公開日: 2015-07-03
• 更新日: -