患者由来ｉＰＳ細胞を用いた顔面肩甲上腕型筋ジストロフィの病態解析

本研究では、患者由来人工多能性幹細胞（iPS細胞）をアプローチの根幹とし、先天性筋疾患の一つである顔面肩甲上腕型筋ジストロフィ（FSHD）の発症メカニズムの探索とその阻止の方策の提案を目的とした。昨年度は、既にiPS細胞樹立を終えていた健常１例、FSHD1型の2症例、およびFSHD2型の１症例に加え、FSHD2型1症例から遺伝子編集による遺伝子修復型株の作製を完了した。今年度は、よりサンプル数を増やした統計解析により再現性を確保するため、これらを２株ずつ樹立し、各iPS細胞株について、骨格筋分化を行い、高効率に骨格筋分化することを確認した。分化前後での多能性マーカーと骨格筋細胞マーカーの遺伝子発現解析を行い、骨格筋分化が同等に行えていることを確認した。さらに、骨格筋分化後について、DUX4および下流の標的遺伝子群（以下、FSHDマーカー群とする）の異常発現がFSHD患者由来株においてのみ見られたこと、および、FSHD2型株の遺伝子修復株においては有意に抑制されていたことから、上記で確立したFSHD誘導筋細胞モデルの、本研究目的における妥当性が支持された。昨年度は、酸化ストレスにより疾患株に特異的にFSHDマーカー群の遺伝子発現が上昇することが示された。FSHD2型株の遺伝子修復株においては、酸化ストレスによるDUX４の量的な増大が有意に抑制されたことから、酸化ストレスがDUX4発現を量的に増大させる現象は疾患時的であるとの結論を得た。本年は、これらの結果について、上記で新たに用意した細胞株を用いて実験を行い、統計解析により再現性を示した。さらに、DNA損傷を誘導する他の刺激においても同様の結果が得られた。最終的に、この現象の仲介因子としてDNA損傷応答に関与する分子を同定した。以上の結果をまとめ国際誌に受理された。

本研究では、患者由来人工多能性幹細胞（iPS細胞）をアプローチの根幹とし、先天性筋疾患の一つである顔面肩甲上腕型筋ジストロフィ（FSHD）の発症メカニズムの探索とその阻止の方策の提案を目的とした。昨年度は、既にiPS細胞樹立を終えていた健常１例、FSHD1型の2症例、およびFSHD2型の１症例に加え、FSHD2型1症例から遺伝子編集による遺伝子修復型株の作製を完了した。今年度は、よりサンプル数を増やした統計解析により再現性を確保するため、これらを２株ずつ樹立し、各iPS細胞株について、骨格筋分化を行い、高効率に骨格筋分化することを確認した。分化前後での多能性マーカーと骨格筋細胞マーカーの遺伝子発現解析を行い、骨格筋分化が同等に行えていることを確認した。さらに、骨格筋分化後について、DUX4および下流の標的遺伝子群（以下、FSHDマーカー群とする）の異常発現がFSHD患者由来株においてのみ見られたこと、および、FSHD2型株の遺伝子修復株においては有意に抑制されていたことから、上記で確立したFSHD誘導筋細胞モデルの、本研究目的における妥当性が支持された。昨年度は、酸化ストレスにより疾患株に特異的にFSHDマーカー群の遺伝子発現が上昇することが示された。FSHD2型株の遺伝子修復株においては、酸化ストレスによるDUX４の量的な増大が有意に抑制されたことから、酸化ストレスがDUX4発現を量的に増大させる現象は疾患時的であるとの結論を得た。本年は、これらの結果について、上記で新たに用意した細胞株を用いて実験を行い、統計解析により再現性を示した。さらに、DNA損傷を誘導する他の刺激においても同様の結果が得られた。最終的に、この現象の仲介因子としてDNA損傷応答に関与する分子を同定した。以上の結果をまとめ国際誌に受理された。