Development of Mitochondrial Disease Therapy by Mitochondrial DNA Replacement in Hematopoietic Stem Cells

造血干细胞线粒体 DNA 置换治疗线粒体疾病的进展

• 批准号: 22H02851
• 负责人: 五條 理志
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02851/
• 关键词: ミトコンドリア; ミトコンドリア病; ミトコンドリアゲノム異常; ミトコンドリア置換; 骨髄移植; ミトコンドリアゲノム置換; mRNA transfection; Single cell ddPCR; Mitochondrial DNA; MirC; 血液幹細胞; 血液幹細胞移植

mRNA gene transfectionは、Nucleotideの改変、in vitro transcriptionで作成されたmRNAの精製、Transfection法の検討を行った。mRNA Therapeuticsの発展を踏襲し、Pseudouridineの使用とHPLCによる精製を加えることで、従来の方法で認められたIL-1, IL-6, TNF-αなどの炎症性サイトカインの分泌が抑制された。また、Transfectionは、NucleofectorからCAR-T療法でmRNA transfectionにおいてInnate immunityを抑制していると報告のあるMaxCyte社製Electroporatorへの変更による有意な変化を認めることはできず、Nucleofectorを用いた遺伝子導入を基本プロトコールとすることとした。対象細胞はPeliminaryではc-kit+細胞を用いてNZBマウスを用いて置換されたmtDNAの生着をconventional SNP TaqMan qPCR assay及びsc-ddPCR Heteroplasmy assayで確認したところ、ミトコンドリア共培養から1週間ではドナーゲノタイプが50%を越えており、完全置換された細胞も確認された。遺伝子発現変化をRNA seqを用いて解析した結果は、ミトコンドリア呼吸能に関する発現に変化を認めた。移植実験は現在も進行中であるが、血液系の再構築を行った後に、ドナー由来血液系細胞は置換されたミトコンドリアゲノタイプを維持していることが確認された。このミトコンドリアゲノムの安定性の評価及び、その表現系の変化を2年目の検討課題とする。加えて、置換されたミトコンドリアゲノタイプがホスト細胞にいこうしていることが認められ、その移行メカニズムの検討も今後の課題としたい。

mRNA gene transfection, Nucleotide <s:1> modification, in vitro transcriptionで to prepare されたmRNA <s:1> refinement, Transfection method <s:1> 検 to obtain を line った. Tread mRNA Therapeutics の 発 exhibition を incoming し and Pseudouridine の use と HPLC に よ る refined を plus え る こ と で, 従 の way で recognize め ら れ た IL - 1, IL - 6, TNF alpha な ど の inflammatory サ イ ト カ イ ン が の secretion inhibition さ れ た. Youdaoplaceholder0, Transfection また, Nucleofector ら らCAR-T therapy でmRNA transfectionにお て てInnate Immunity を inhibit し て い る と report の あ る MaxCyte club system Electroporator へ の - more に よ る intentionally な variations change を recognize め る こ と は で き ず, Nucleofector を with い た heritage 伝 son import を basic プ ロ ト コ ー ル と す る こ と と し た. For the target cells, <s:1> Peliminaryで で c-kit+ cells を are replaced with <s:1> てNZB を ウスを are replaced with <s:1> て されたmtDNA, をconventional SNP TaqMan qPCR assay and びsc-ddPCR Heteroplasmy are generated Assay で confirm し た と こ ろ, ミ ト コ ン ド リ ア trained か ら 1 week between で は ド ナ ー ゲ ノ タ イ プ が を 50% more え て お り, complete replacement さ れ た cells も confirm さ れ た. Heritage 伝 発 son now - the を RNA seq を with い て parsing し た results は, ミ ト コ ン ド リ ア breathing can に masato す る 発 に now - the を recognize め た. Transplant be 験 は も now underway で あ る が, blood is の line to build を っ た に, after ド ナ ー origin blood cell は replacement さ れ た ミ ト コ ン ド リ ア ゲ ノ タ イ プ を maintain し て い る こ と が confirm さ れ た. The issues discussed in the を second year of を 検 for the assessment of <s:1> stability <s:1> and the assessment of び and そ performance are とする. Add え て, replacement さ れ た ミ ト コ ン ド リ ア ゲ ノ タ イ プ が ホ ス ト cells に い こ う し て い る こ と が recognize め ら れ, そ の transitional メ カ ニ ズ ム の beg も 検 と の subject in the future し た い.

项目成果

Mitochondrial DNA replaced human CD34+ cells showed SCID-repopulating cell activity and transfer human mitochondria to NOD/SCID mice tissues

线粒体 DNA 替换人 CD34 细胞显示 SCID 重建细胞活性并将人线粒体转移至 NOD/SCID 小鼠组织

• 发表时间: 2022
• 作者: Amnon Peled;Michal Abraham;Inbal Mishalian;Devorah Olam;Yosuke Suzuki;Daisuke Kami;Hideki Maeda;Ryotaro Maeda;Dori Pelled;Silvia Noiman;and Satoshi Gojo
• 通讯作者: and Satoshi Gojo

Mitochondrial DNA-replaced Hematopoietic Progenitor Cells

线粒体 DNA 替代造血祖细胞

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木陽介;上大介;田谷俊彦;五條理志
• 通讯作者: 五條理志

ミトコンドリアDNA置換によるミトコンドリア病治療法の開発

通过线粒体 DNA 替代开发线粒体疾病治疗方法

• 发表时间: 2023
• 期刊: 実験医学
• 作者: Omatsu Yoshiki;Aiba Shota;Maeta Tomonori;Higaki Kei;Aoki Kazunari;Watanabe Hitomi;Kondoh Gen;Nishimura Riko;Takeda Shu;Chung Ung-il;Nagasawa Takashi;榎本篤;尾松芳樹;榎本篤;榎本篤;尾松芳樹;五條理志
• 通讯作者: 五條理志

体細胞におけるミトコンドリアゲノム置換技術

体细胞线粒体基因组替换技术

• 发表时间: 2023
• 作者: 五條理志;上大介;前田英貴;前田遼太朗;鈴木陽介;田谷俊彦;Dori Pelled;Silvia Noiman;稲葉太郎
• 通讯作者: 稲葉太郎

MtDNA-replaced hematopoietic stem/progenitor cells (LSK cells) treatment to a mouse model of heteroplasm

MtDNA 替代造血干/祖细胞（LSK 细胞）治疗异质性小鼠模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Amnon Peled;Yosuke Suzuki;Daisuke Kami;Hideki Maeda;Ryotaro Maeda;Marie-Lune Simard;Dori Pelled;Silvia Noiman;and Satoshi Gojo
• 通讯作者: and Satoshi Gojo