ゲノム編集による自殺遺伝子導入iPS細胞を用いた悪性グリオーマの遺伝子細胞治療

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悪性神経膠腫(グリオーマ)は、脳実質に浸潤性に進展し、有効な治療法がなく極めて予後不良な悪性腫瘍である。我々は、神経幹細胞(NSC)が腫瘍細胞に対して非常に高い遊走・集積能を持つことに着目し、NSCを自殺遺伝子産物のcellular delivery vehicleとして用い、バイスタンダー効果により、広範に浸潤した腫瘍細胞に細胞死を誘導する新規治療法の開発を行なっている。本研究では、安全かつ安定的に自殺遺伝子を発現するiPS細胞を作製し、分化誘導したNSCの抗腫瘍効果をヒトグリオーマモデルマウスにおいて評価することを目的としている。平成30年度は、CRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて、GAPDHハウスキーピング遺伝子領域にyCD(yeast cytosine deaminase)-UPRT(uracil phosphoribosyl transferase)融合自殺遺伝子を挿入したiPS細胞を作製した。iPS細胞から分化誘導したNSCを、in vitroでヒトグリオーマ細胞株のU87細胞または脳腫瘍幹細胞株のhG008細胞と共培養し、プロドラッグの5-FC(fluorocytosine)を添加すると、バイスタンダー効果により腫瘍細胞の細胞死が誘導されることを確認した。また、Venus蛍光タンパク質とLuc(ルシフェラーゼ)の融合タンパク質(ffLuc)を安定に発現するU87またはhG008細胞をヌードマウスの線条体内に移植したヒトグリオーマモデルマウスにNSCを移植し、腫瘍の増減を経時的・定量的にモニターしたところ、5-FC投与により、コントロール群と比較して腫瘍細胞が顕著に減少し、有意な生存期間の延長を認めた。さらに、脳を切片のまま培養(slice culture)し、ライブイメージングで観察することにより、移植したNSCが脳腫瘍に遊走・集積し、5-FC添加により細胞死を誘導する様子を捕らえることに成功した。