成育疾患における診断技術、治療法開発を目的としたポストゲノムプラットフォームの構築と応用－小児リウマチ性疾患、自己免疫疾患におけるマイクロRNAの機能解析と診断、治療への応用－

文献情報

• 文献番号: 201018004A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 成育疾患における診断技術、治療法開発を目的としたポストゲノムプラットフォームの構築と応用－小児リウマチ性疾患、自己免疫疾患におけるマイクロRNAの機能解析と診断、治療への応用－
• 課題番号: H20-子ども・一般-005
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 淺原 弘嗣(独立行政法人国立成育医療研究センター 研究所 システム発生・再生医学研究部)

研究分担者(所属機関)

• 柳谷　隆宏(独立行政法人国立成育医療研究センター　研究所　システム発生・再生医学研究部)
• 関　敦仁(独立行政法人国立成育医療研究センター　外科系専門診療部　整形外科)
• 伊藤　秀一(独立行政法人国立成育医療研究センター　内科系専門診療部　腎臓・リウマチ・膠原病科)
• 蓮沼　智子(北里大学臨床薬理研究所　医学管理部)
• 川合　眞一(東邦大学　医学部内科学講座（大森）膠原病科)
• 加藤　義雄(独立行政法人産業技術総合研究所　セルエンジニアリング研究部門)
• 伊藤　義晃(独立行政法人国立成育医療研究センター　研究所　システム発生・再生医学研究部)

• 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 成育疾患克服等次世代育成基盤研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 21,600,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

リウマチ性関節炎に対する生物製剤は、炎症反応に関与するサイトカインやそのレセプターに対する抗体を用いてサイトカインの機能を阻害することにより炎症反応を緩和するものである。しかし、これらの医薬品では治癒できない症例もあり、新しい機序に基づく、安価で安全な医薬品の開発が望まれている。そこで、疾患関連マイクロRNAの疾患発症における役割について明らかにするため、また、新規治療ターゲットとしての可能性を探るため、関節炎モデルマウスにマイクロRNAの過剰発現用アデノウイルスベクターを導入した時の効果について検討した。

研究方法

６週齢の雄性DBA/1J系マウスを使用し、II型コラーゲン誘導関節炎モデルを作製した。ウシII型コラーゲンを等量のCFAで乳化したエマルジョンを尾根部皮内に注射して初回免疫を行った。３週後、ウシII型コラーゲンとIFAで追加免疫を行った。一方、miR-146a発現アデノウイルス(Ad)を構築した。miR-146aのseed配列に変異を加えた配列を対照Adとして作製した。各群マウスの関節炎症状のスコアーが６点前後になったところで、吸入麻酔下にてマウス膝関節を皮切開し、関節包内にAdベクターを108 PFU投与して遺伝子導入を行った。さらに、踵周辺の皮下と前肢にもそれぞれ108 PFU投与した。その後、55日目までスコアーを記録した。

結果と考察

miR-146aを過剰発現させた群は、他の群に比べて有意にスコアーが低下していた。この結果は、１）初期の段階で関節炎はすべての群で同様に発症したが、２）miR-146aを過剰発現させた群ではTNF-によるシグナル伝達やTNF-による発現ループを遮断することにより関節炎が増悪化しなかったものと考えられる。現在、上記の研究について切片の解析を行うとともに、miR-146aを過剰発現させる時期を変えた場合の効果を調べている。

結論

miR-146aを過剰発現させることにより、関節炎の慢性化・増悪化を抑制することが示された。今後、同様の実験によって再現性を得る必要があるものの、他の炎症指標や炎症性サイトカインの発現レベルなども併せて調べ、miR-146aの過剰発現による炎症局部での変化の本質を明らかにしなければならない。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-09-06
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201018004B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 成育疾患における診断技術、治療法開発を目的としたポストゲノムプラットフォームの構築と応用－小児リウマチ性疾患、自己免疫疾患におけるマイクロRNAの機能解析と診断、治療への応用－
• 課題番号: H20-子ども・一般-005
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 淺原 弘嗣(独立行政法人国立成育医療研究センター 研究所 システム発生・再生医学研究部)

研究分担者(所属機関)

• 柳谷　隆宏(独立行政法人国立成育医療研究センター　研究所　システム発生・再生医学研究部)
• 関　敦仁(独立行政法人国立成育医療研究センター　外科系専門診療部　整形外科)
• 小林　信一(国立成育医療センター　第一専門診療部　膠原病・感染症科)
• 伊藤　秀一(独立行政法人国立成育医療研究センター　内科系専門診療部　腎臓・リウマチ・膠原病科)
• 蓮沼　智子(北里大学臨床薬理研究所　医学管理部)
• 川合　眞一(東邦大学　医学部内科学講座（大森）膠原病科)
• 加藤　義雄(独立行政法人産業技術総合研究所　セルエンジニアリング研究部門)
• 吉鷹　輝仁(国立成育医療センター研究所　移植・外科研究部)
• 佐藤　可野(国立成育医療センター研究所　移植・外科研究部)
• 山下　聡(国立成育医療センター研究所　移植・外科研究部)
• 伊藤　義晃(独立行政法人国立成育医療研究センター　研究所　システム発生・再生医学研究部)

• 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 成育疾患克服等次世代育成基盤研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)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

我々は近年、機能性低分子RNAであるマイクロRNAに注目し、リウマチ関節炎の滑膜組織において数種類のマイクロRNAが発現上昇していることを報告している。そこで、本研究班では、リウマチ性疾患・自己免疫疾患における疾患特異的マイクロRNAを探索・同定して、早期診断を含めた新しい診断法への応用とマイクロRNAを標的とした新規治療法の開発を目的に研究を進めた。

研究方法

共同研究機関とともに、リウマチ性疾患、自己免疫疾患患者由来の末梢血サンプルの収集を行った。疾患関連マイクロRNAは、マイクロアレイ法やTaqMan法を用いてリウマチ患者由来滑膜組織、末梢血リンパ球などをサンプルとして調べた。マイクロRNAの標的遺伝子は、ルシフェラーゼ遺伝子を用いたトランスレーションアレイ法を用いて調べた。疾患関連マイクロRNAの疾患治療への応用に関する研究では、関節炎モデルマウスへのマイクロRNA発現ウイルスベクターを用いて解析を試みた。

結果と考察

滑膜組織で過剰発現する疾患関連マイクロRNAを複数見出した。収集した各疾患患者の末梢血リンパ球で発現変化する、自己免疫疾患関連マイクロRNAも複数見出すことにも成功した。我々が独自に開発したトランスレーションアレイ法により、疾患関連マイクロRNAの標的遺伝子を探ることにも成功した。また、これらの基礎実験結果を基盤として行った、疾患関連マイクロRNAを利用した関節炎治療の実験において、治療効果を示す結果を得ることもできた。

結論

本研究計画のゴールは、疾患関連マイクロRNAの疾患治療への応用にある。現在までに得られている成果は、将来における新規治療法などの臨床応用への礎になるものと確信する。さらなる基盤研究を進め、ゴールを目指す強い志を持って研究を進める必要がある。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-09-06
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201018004C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 本研究では関節炎をモデルに慢性炎症疾患の病態を炎症の慢性化機構とそれによる組織障害・破壊に区別し、それぞれにおいてノンコーディングRNAの一つであるmiRNAの解析を行い、エフェクター側として炎症を収束制御するmiR-146と、レシーバー側として軟骨組織のホメオスタシスを高め、炎症に抵抗性を与えるmiR-140の機能を報告してきた。さらに、miRNAの研究において、miRNAの発展の律速段階となっていた、世界初となる細胞レベルでのターゲットを同定するシステムの開発に成功した。
• 臨床的観点からの成果: 小児、若年に発症する若年性リウマチ関節炎、自己免疫疾患は、自己組織の慢性炎症、破壊を伴う重篤な全身性疾患であるが、未だその病因は完全に明らかにされていない。特に、小児におけるリウマチ関節破壊は、病状が緩和されたあとも、一生患者のQOLを制限し、苦痛をあたえる点において、早期の診断法の確立が必須である。また、現在の生物製剤治療で治癒できない症例も多く、新しい治療法の開発が急務とされている。今回の発表をもとに、miRNAをターゲットにした関節炎・自己免疫疾患の治療開発の可能性が期待される。
• ガイドライン等の開発: ヒトとマウスの臓器形成に関係する遺伝子を制御する基盤部分(転写因子)に注目し、全ての転写因子1,600遺伝子の発現をマウス9.5日,10.5日,11.5日胚でホールマウントインサイチューハイブリタイゼーションを行い、そのデータを集積した世界初のデータベースとなるEMBRYS(http://embrys.jp)を構築し、体中の臓器をつくる遺伝子グループを突き止めた。このデータベースは、インターネットを通して世界の研究者に公開され、子供の先天性疾患の原因遺伝子の発見や、再生医療の開発に広く貢献する。
• その他行政的観点からの成果: (1)破壊される軟骨組織におけるmiR-140の減少はFaculty of 1000 Medicineにおいてほぼ2カ月間、全医学分野において最も注目された論文とされ、厚生労働行政における次世代の医療研究に貢献した。(2)関節リウマチ特異的なmiR-146の上昇は世界で最初のmiRNAの研究報告とされ、発表後3年時点で100回を超えて引用されている。(3)本研究に関連した世界最大級の遺伝子発現データベースEMBRYSを、世界中に発信し、すでに複数の医療研究に応用、貢献している。
• その他のインパクト: (1)小さなRNAが骨格形成と関節炎防止の両面に重要という発表は(Miyaki et al. Gene Dev, 2010)、日経新聞、朝日新聞、毎日新聞、読売新聞、中日新聞、時事通信、共同通信、Yahoo ニュースなどで取り上げられた。(2)腱をつくる遺伝子を同定という発表は(Ito et al. PNAS, 2010)、日経新聞、朝日新聞、毎日新聞、産経新聞、共同通信、Yahoo ニュースなどで取り上げられた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 6件
• その他論文(和文): 3件
• その他論文(英文等): 25件
• 学会発表(国内学会): 26件
• 学会発表(国際学会等): 10件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計2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: Yamashita S, Miyaki S, Kato Y, Yokoyama S, et al.; L-Sox5 and Sox6 enhance chondrogenic miR-140 expression by strengthening dimeric Sox9 activity.; The Journal of biological chemistry , 287 (26) , 22206-22215 (2012)
• 原著論文2: Maki Asada, Alexander Rauch, Hirohito Shimizu, et al.; DNA binding-dependent glucocorticoid receptor activity promotes adipogenesis via Kruppel-like factor 15 gene expression; Laboratory investigation , 91 (2) , 203-215 (2011)
• 原著論文3: Miyaki S, Sato T, Inoue A, et al.; MicroRNA-140 plays dual roles in both cartilage development and homeostasis; Genes & development , 24 (11) , 1173-1185 (2010)
• 原著論文4: Yokoyama S, Ito Y, Ueno-Kudoh H, et al.; A systems approach reveals that the myogenesis genome network is regulated by the transcriptional repressor RP58; Developmental cell , 17 (6) , 836-848 (2009)
• 原著論文5: Miyaki S, Nakasa T, Otsuki S, et al.; MicroRNA-140 is expressed in differentiated human articular chondrocytes and modulates interleukin-1 responses; Arthritis and rheumatism , 60 (9) , 2723-2730 (2009)
• 原著論文6: Akimoto K, Kusunoki Y, Nishio S, et al.; Safety profile of tacrolimus in patients with rheumatoid arthritis; Clinical rheumatology , 27 (11) , 1393-1397 (2008)

公開日・更新日

• 公開日: 2014-05-23
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201018004Z