Development of gene-based therapeutic approach for Down syndrome using novel genome editing technology

利用新型基因组编辑技术开发基于基因的唐氏综合症治疗方法

• 批准号: 21K19448
• 负责人: 北畠 康司
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19448/
• 关键词: ダウン症候群; ゲノム編集; 遺伝子治療; iPS細胞; アストロサイト

ダウン症候群では、21番染色体トリソミーにより重篤な知的障害と認知障害が起こる。我々はダウン症候群のアストロサイトではNLRP3インフラマソームの活性が亢進し、神経細胞に強い変性細胞死をもたらし、かつその原因遺伝子がDYRK1Aであることを明らかにした。本研究ではそのコピー数を正確に修正するために、新規のゲノム編集技術CRISPR-Cas3に注目し、アレル特異的SNPを用いてDYRK1Aのアレル選択的コピー数修正を行うことを目指している。昨年度は、あるダウン症児の臍帯血に由来するiPS細胞のゲノム配列を精査し、DYRK1Aの3つのアレルのうち1つだけに存在するSNPを見出すことに成功した。そこで今年度はこの領域を含んだguide RNAを作成し、iPS細胞においてCRISPR-Cas3を作用させてみたところ、DYRK1Aのゲノム量を減少させることに成功した。さらにiPS細胞から分化誘導したアストロサイトにおいてCRISPR-Cas3を投与した。エクソン3，4においてゲノム量の減少を確認することができ、かつ反対方向のエクソン5では減少が見られなかった。このアストロサイトではDYRK1Aの発現量の低下を確認した。重要なことは、SNPをもたないguide RNAではゲノム量の低下より強く見られ、またSNPを持たないiPS細胞に対してSNPをもつguide RNAを作用させても変化は見られないことから、特異性を確認することができた。来年度はさらに神経細胞・アストロサイト共培養系をもちいて、神経細胞への影響を確認する。

The syndrome of chromosome 21 is characterized by severe cognitive impairment and cognitive impairment. The activity of NLRP3 is increased, and the death of neurocytes is increased. The cause of DYRK1A is also increased. In this study, the correct number of copies was corrected, and the new compilation technique CRISPR-Cas3 was used to correct the number of copies of DYRK1A. Last year, we successfully identified SNPs in the presence of DYRK1A in iPS cells that are required for the identification of the origin of the disease and umbilical cord blood. This year, the domain contains guide RNA, iPS cells, CRISPR-Cas3, and DYRK1A. Today, iPS cells are induced to differentiate into CRISPR-Cas3 cells. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11, 10, The low level of DYRK1A detection was confirmed. Important SNPs guide RNA, but not the amount of low, strong, SNP, iPS cell, SNP guide RNA, and change, but also the specificity of the confirmation. In the coming years, the effects of cell culture on neurogenesis were confirmed.