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

使用患者来源的 iPS 细胞对面肩肱型肌营养不良症进行病理学分析

• 批准号: 17J04509
• 负责人: 本田 充
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University (2018)The University of Tokyo (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J04509/
• 关键词: iPS細胞; 顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー; DUX4; 酸化ストレス; 筋ジストロフィ; 人工多能性幹細胞; 病態モデル

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。

这项研究旨在探讨一种先天性肌肉疾病的面部肩cap骨肌肉营养不良（FSHD）的机制，并提出了一种防止其发展患者衍生的诱导多能干细胞（IPS细胞）的方法。去年，除了一个健康的病例外，已经建立了两例FSHD1和一例FSHD2病例，从一个FSHD2案例中完成了基因编辑基因修复菌株的产生。今年，为了通过增加样本数量来确保通过统计分析确保可重复性，我们建立了两种菌株，并确认每条IPS细胞系都是骨骼肌的分化，证实可以高效地可以实现骨骼肌的分化。进行分化之前和之后的多能标记和骨骼肌细胞标记的基因表达分析，以确认骨骼肌肉分化是彼此相同的。 Furthermore, after skeletal muscle differentiation, abnormal expression of DUX4 and downstream target gene groups (hereinafter referred to as FSHD marker groups) was only seen in strains derived from FSHD patients, and was significantly suppressed in gene repair strains of FSHD2 type strains, thus supporting the validity of the above-established FSHD-induced myocyte model for the purposes of this study.去年，氧化应激特异性增加了疾病菌株中FSHD标记组的基因表达。在FSHD2型菌株的基因修复菌株中，由于氧化应激引起的DUX4的定量增加被显着抑制，得出的结论是，氧化应激定量增加DUX4表达的现象与疾病相关。今年，使用上面新准备的细胞系进行了实验，统计分析显示可重复性。此外，对于诱导DNA损伤的其他刺激也获得了相似的结果。最后，将参与DNA损伤反应的分子确定为该现象的介体。以上结果被国际杂志编译和接受。

项目成果

患者由来人工多能性幹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

使用患者来源的诱导多能干细胞对面肩肱型肌营养不良症进行病理分析

• 发表时间: 2017
• 作者: Sasaki-Honda Mitsuru;Jonouchi Tatsuya;Arai Meni;Hotta Akitsu;Mitsuhashi Satomi;Nishino Ichizo;Matsuda Ryoichi;Sakurai Hidetoshi;本田充;Sasaki-Honda M;Sasaki-Honda M;本田 充;本田 充;本田 充;本田 充
• 通讯作者: 本田 充

Pathological Study of Facio-scapulo-humeral Muscular Dystrophy (FSHD) with Patient-deived iPSCs

使用患者来源的 iPSC 进行面肩胛肱型肌营养不良症 (FSHD) 的病理学研究

• 发表时间: 2017
• 作者: Sasaki-Honda Mitsuru;Jonouchi Tatsuya;Arai Meni;Hotta Akitsu;Mitsuhashi Satomi;Nishino Ichizo;Matsuda Ryoichi;Sakurai Hidetoshi;本田充;Sasaki-Honda M;Sasaki-Honda M;本田 充;本田 充;本田 充;本田 充;本田 充;本田 充
• 通讯作者: 本田 充

患者由来人工多能性幹細胞を用いた顔面肩甲上腕型筋ジストロフィの分子病態研究

利用患者来源的诱导多能干细胞对面肩肱型肌营养不良症进行分子病理学研究

• 发表时间: 2018
• 作者: Sasaki-Honda Mitsuru;Jonouchi Tatsuya;Arai Meni;Hotta Akitsu;Mitsuhashi Satomi;Nishino Ichizo;Matsuda Ryoichi;Sakurai Hidetoshi;本田充;Sasaki-Honda M;Sasaki-Honda M;本田 充
• 通讯作者: 本田 充

A Pathological Study of Facio-scapulo-humeral Muscular Dystrophy (FSHD) with Patient-derived iPSCs

使用患者来源的 iPSC 进行面肩肱型肌营养不良症 (FSHD) 的病理学研究

• 发表时间: 2018
• 作者: Sasaki-Honda Mitsuru;Jonouchi Tatsuya;Arai Meni;Hotta Akitsu;Mitsuhashi Satomi;Nishino Ichizo;Matsuda Ryoichi;Sakurai Hidetoshi;本田充;Sasaki-Honda M
• 通讯作者: Sasaki-Honda M

酸化ストレスが顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーの原因遺伝子DUX4を増加させる

氧化应激会增加 DUX4，这是一种导致面肩肱型肌营养不良症的基因