進行性骨化性線維異形成症(FOP)の生体試料の集積と新規治療法の開発に関する基盤研究

文献情報

• 文献番号: 200936122A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 進行性骨化性線維異形成症(FOP)の生体試料の集積と新規治療法の開発に関する基盤研究
• 課題番号: H21-難治・一般-067
• 研究年度: 平成21(2009)年度
• 研究代表者(所属機関): 古谷 博和(独立行政法人 国立病院機構大牟田病院 神経・筋センター)

研究分担者(所属機関)

• 片桐　岳信(埼玉医科大学ゲノム医学研究センター 病態生理部門)
• 北條　浩彦(国立精神・神経センター神経研究所遺伝子工学研究部)

• 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 難治性疾患克服研究
• 研究開始年度: 平成21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成21(2009)年度
• 研究費: 5,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

進行性骨化性線維異形成症(fibrodysplasia ossificans progressiva: FOP)は、これまで整形外科、リハビリ科で症例の診断や経過観察が行われている事が多かった。FOPの殆ど全ての症例がALK2(ACVR1)遺伝子のR206Hの変異で発症するが、我々はこれまでに世界初のG356D変異を有する患者さんを発見するとともに、ALK2の遺伝子産物が構成的に骨形成シグナルを伝達する可能性を明らかにし、筋組織の急激な破壊・再生が異所性の骨化を誘発する可能性を提唱してきた。従って変異を有するALK2遺伝子の発現抑制やそのシグナルを阻害する薬剤がFOPの有効な治療薬になり得る可能性が考えられる。今回の研究はこれらの点を確認することを目的とした。

研究方法

１．FOPの生体試料の収集の目的で、特にこれまで見過ごされていた可能性の高い日本全国の神経内科領域の医療機関にFOPの実態調査を行った。
２．新たなFOP治療法の開発研究として、まず非典型的FOPとして報告されているALK2のG356D変異を安定的に発現する筋芽細胞の樹立を試みた。
３．RNAi法を利用した治療法の開発として、FOP発症と関連するALK2遺伝子内の変異塩基部位(R206H)をターゲットとする対立遺伝子特異的RNAi誘導を検討した。

結果と考察

１．実態調査の結果、新たに5例のFOP疑い症例と2例の確定症例を見いだした。これはFOPの罹患率から考えると極めて多く、FOP症例が神経内科関連医療機関で診療されている事が明らかとなった。
２．ALK2タンパク質を定常的に発現する株が得られ、細胞内シグナルの発現に典型的FOPとの間で差異が認められた。さらにその原因を解明するために、ALK2-EGFP融合タンパクを一過性に発現させ、FACSで分画する実験系を構築した。
３．変異型ALK2遺伝子に対して特異的なRNAiノックダウンを誘導するsiRNA二量体を設計し選定した。この対立遺伝子特異的RNAi誘導法を治療に応用することで、正常型ALK2遺伝子の発現に影響せずに、異常型ALK2遺伝子だけを特異的に発現抑制する新しい治療の可能性が開けた。

結論

１．今後神経内科、一般内科領域でもFOP症例に注意する必要がある。
２．G356D変異を安定的に発現する筋芽細胞系は今後のFOPの病態及び治療研究に用いるために有用である。
３．対立遺伝子特異的RNAi誘導法は今後FOPの具体的な治療法の開発の上で有用なツールになる。

公開日・更新日

• 公開日: 2010-06-09
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200936122C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 今回構築したEGFPとの融合タンパクを用いた発現系では、一過性にせよALK2を発現させた細胞を分画することが可能であった。このような細胞を解析することで、今後各ALK2の変異体特有の細胞内シグナルが明らかになると考えられる。またRNA干渉法を用いたFOPの新しい治療法の開発では、異常型遺伝子だけを特異的にノックダウンする新たなRNAi誘導法が確立され、副作用のほとんどない安全なRNAi治療の確立のための道筋が出来たと言える。
• 臨床的観点からの成果: FOPに関しては、今後も神経内科や一般内科にもその存在について注意を喚起する必要があると考えられた。FOPの基礎研究用のモデル細胞の構築研究とRNA干渉法を用いたFOPの新しい治療法の開発研究成果から、FOPの病態解明と新しいRNAi治療法の可能性が開かれたといえる。
• ガイドライン等の開発: 今回の研究ではガイドラインなどの開発については殆ど成果はなかった。
• その他行政的観点からの成果: FOPはその特徴的な症状から、整形外科、リハビリ科で診療が行われている事が多い。しかし FOPの初期には肢帯型筋ジストロフィー様の症状が認められる事から、筋ジストロフィー病棟を有する神経内科関連の医療施設で長期入院や経過観察が行われている症例が多い事が判明した。FOPに関しては、今後も神経内科や一般内科にもその存在について注意を喚起する必要があると考えられた。
• その他のインパクト: 現在特許出願中 特許出願番号：特願2009-283653 発明者：北條浩彦、高橋理貴 発明の名称：「長鎖繰返し配列を含有する遺伝子又は遺伝子産物の選択的又は優先的回収方法」

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 14件
• その他論文(和文): 5件
• その他論文(英文等): 1件
• 学会発表(国内学会): 24件
• 学会発表(国際学会等): 7件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1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

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Fukuda T, Kohda M, Kanomata K et al., ; Constitutively activated ALK-2 and increased Smad1/5 cooperatively induce BMP signaling in fibrodysplasia ossificans progressiva.; J Biol Chem , 284 (11) , 7149-7156 (2009)
• 原著論文2: Eda A, Tamura Y, Yoshida M et al.; Systematic gene regulation involving miRNAs during neuronal differentiation of mouse P19 embryonic carcinoma cell.; BBRC , 388 , 648-653 (2009)
• 原著論文3: Furuya H, Ikezoe K, Shigeto H et al.,; Sleep- and non sleep-related hallucinations - Relationship to ghost tales and their classifications.; Dreaming , 19 (4) , 232-238 (2009)
• 原著論文4: Hohjoh H., Akari H., Fujiwara Y et al.; Molecular cloning and characterization of the common marmoset huntingtin gene.; Gene , 432 , 60-66 (2009)
• 原著論文5: Tamura Y., Yoshida M., Ohnishi Y. et al.; Variation of gene silencing involving endogenous microRNA in mammalian cells.; Mol Biol Rep , 36 , 1413-1420 (2009)
• 原著論文6: Kanomata K, Kokabu S, Nojima J et al.; DRAGON, a GPI-anchored membrane protein, inhibits BMP signaling in C2C12 myoblasts.; Genes Cells , 14 , 695-702 (2009)
• 原著論文7: Shen Q, Little SC, Xu M et al.; Fibrodysplasia ossificans progressiva ACVR1 R206H mutation activates ligand-independent and ligand-sensitive chondrogenesis and regulates zebrafish dorso-ventral patterning.; J Clin Invest , 119 , 3462-3472 (2009)
• 原著論文8: Katagiri T.; Heterotopic bone formation induced by bone morphogenetic protein signaling: fibrodysplasia ossificans progressiva.; J Oral Biosci , 52 , 33-41 (2010)
• 原著論文9: Ikezoe K, Furuya H, Arahata H et al.; Amyloid-beta accumulation caused by chloroquine injections precedes ER stress and autophagosome formation in rat skeletal muscle.; Acta Neuropathol , 117 , 575-582 (2009)
• 原著論文10: Ma L, Ohyagi Y, Miyoshi K et al.; Increase in p53 protein levels by presenilin 1 gene mutations and its inhibition by secretase inhibitors.; J Alzheimer Dis , 16 , 565-575 (2009)
• 原著論文11: Miyoshi K, Ohyagi Y, Sakae N et al.; Enhancement of activationof caspases by presenilin 1 gene mutations and its inhibition by secretase inhibitors.; J Alzheimer Dis , 16 , 551-564 (2009)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-08
• 更新日: -