新規ゲノム編集技術の開発と生体内遺伝子修復治療への応用

新型基因组编辑技术的开发及其在体内基因修复治疗中的应用

• 批准号: 15K21762
• 负责人: 鈴木 啓一郎
• 金额: $ 36.61万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K21762/
• 关键词: ゲノム編集; HITI; 遺伝子治療; 遺伝子工学; 細胞工学

近年、ゲノムの標的遺伝子を操作する『ゲノム編集』技術が急速に進歩し、培養細胞のゲノム塩基配列を選択的に改変することが可能となった。しかし、生体内で直接ゲノム配列を改変する事は非常に困難である。申請者は最新の研究成果として、生きたマウスの脳・筋肉にて標的配列を自由に改変する世界初の革新的な技術「HITI」の開発に成功している(Suzuki et al, Nature 2016)。本研究課題では、研究代表者らが開発したゲノム編集技術「HITI」を発展させ、生体内の随意の組織・器官内で特定の細胞のゲノム情報を自由自在に改変する、次世代ゲノム編集技術の確立を目指す。更に当該技術を発展させることで、難治性遺伝病の治療を目的とした『生体内遺伝子修復治療法』の開発を目指す。特に平成29年度は、『マウス生体内の随意の組織・器官に遺伝子ノックインを行うための新ゲノム編集技術の開発』に関する研究を行なった。研究代表者らが開発した、生体内での遺伝子ノックイン効率が3%程度と低いことが生体内ゲノムの改変に対して大きな問題点であった。この問題点を解決するために、様々な方法を検討した結果、感染するAAVベクターのタイターを上げる事で、従来では3-10%であった遺伝子ノックイン効率が15-25%まで上昇し、更なる高効率化に成功し、年度目標を達成した。今後は『遺伝性疾患の原因遺伝子を疾病罹患部位特異的に修復する生体内遺伝子修復治療法の開発』に注力する。さらに安全性の検討を新たに行なうことで、安全かつ高効率な生体内遺伝子修復治療法の確立を目指す。

In recent years, rapid progress has been made in the selection of target genes for cell culture, and it is possible to improve the selection of target genes. It is very difficult to change the arrangement directly in vivo. The applicant has successfully developed the world's first innovative technology,"HITI," based on the latest research results and the ability to freely modify the alignment of muscle tissue (Suzuki et al, Nature 2016). This research project aims at the development of HITI, the free change of information about specific cells in random tissues and organs in vivo, and the establishment of HITI in the next generation. In addition, the development of this technology is aimed at the treatment of refractory genetic diseases and the development of "in vivo genetic repair therapy." In 2009, we conducted research on the development of new editing techniques for random tissues and organs in vivo. The research representative found that the efficiency of gene transfer in vivo was 3% and the efficiency of gene transfer in vivo was low. This problem was solved, the method was discussed, the results were infected, the AAV status was improved, the AAV status In the future, attention will be paid to the development of gene repair therapy for genetic diseases, disease-site-specific gene repair and in vivo gene repair. In addition, new discussions on safety are being carried out, and the establishment of safe and highly effective in vivo genetic repair therapies is expected.

项目成果

In vivo genome editing via CRISPR/Cas9 mediated homology-independent targeted integration.

通过 CRISPR/Cas9 介导的同源独立靶向整合进行体内基因组编辑

• DOI: 10.1038/nature20565
• 发表时间: 2016-12-01
• 期刊: Nature
• 影响因子: 64.8
• 作者: Suzuki K;Tsunekawa Y;Hernandez-Benitez R;Wu J;Zhu J;Kim EJ;Hatanaka F;Yamamoto M;Araoka T;Li Z;Kurita M;Hishida T;Li M;Aizawa E;Guo S;Chen S;Goebl A;Soligalla RD;Qu J;Jiang T;Fu X;Jafari M;Esteban CR;Berggren WT;Lajara J;Nuñez-Delicado E;Guillen P;Campistol JM;Matsuzaki F;Liu GH;Magistretti P;Zhang K;Callaway EM;Zhang K;Belmonte JC
• 通讯作者: Belmonte JC

The latest developments in genome editing technologies

基因组编辑技术的最新进展

• 发表时间: 2017
• 作者: Keiichiro Suzuki and Juan Carlos Izpisua Belmonte;鈴木 啓一郎;Keiichiro Suzuki;Keiichiro Suzuki
• 通讯作者: Keiichiro Suzuki

In vivo genome editing via CRISPR-Cas9 mediated homology-independent targeted integration(HITI)

通过 CRISPR-Cas9 介导的同源独立靶向整合（HITI）进行体内基因组编辑

• 发表时间: 2017
• 作者: Keiichiro Suzuki and Juan Carlos Izpisua Belmonte;鈴木 啓一郎;Keiichiro Suzuki
• 通讯作者: Keiichiro Suzuki

Mitochondrial and Nuclear Genome Editing in Zygotes

受精卵中的线粒体和核基因组编辑

• 发表时间: 2017
• 作者: Keiichiro Suzuki;Yuji Tsunekawa;Reyna Hernandez-Benitez;Jun Wu;Mako Yamamoto;Fumio Matsuzaki and Juan Carlos Izpisua Belmonte;Keiichiro Suzuki;Keiichiro Suzuki
• 通讯作者: Keiichiro Suzuki

生体内ゲノム編集技術HITI法を用いた遺伝病動物モデルのゲノム編集治療

利用体内基因组编辑技术HITI法对遗传病动物模型进行基因组编辑治疗

• 发表时间: 2018
• 作者: Keiichiro Suzuki and Juan Carlos Izpisua Belmonte;鈴木 啓一郎
• 通讯作者: 鈴木 啓一郎