多能性幹細胞から発生起源の多様性を反映した骨格筋への誘導と筋疾患研究への応用

当該年度では、国内受け入れ機関から海外派遣先へと、本研究案の要となる顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー（FSHD）の疾患iPS細胞モデルを導入した。多能性幹細胞の培養条件が異なる環境下で、当該疾患モデルについて多能性・幹細胞性の維持及び骨格筋への分化誘導がワークすることを確認した。その上で、まずは疾患特異的な遺伝子発現制御のエピジェネティクスの観点から重要と予想されたゲノム上の領域について、非疾患株iPS細胞を用いてその領域の欠損株をゲノム編集ツールで作製する一連のワークフローを確立した。さらに、そのワークフローを、先に導入したFSHD-iPS細胞株にも適用し、同様の欠損株の樹立を試みた。また、次世代シーケンサーから得た一連のデータに関して、一連のデータ処理のパイプラインをサーバー上に確立し、詳細な解析を行った。その結果、統計的に有意な疾患細胞特異的オープンクロマチン領域を複数同定し、転写活性と関連することも明らかになった。この解析結果をふまえ、研究案当初の作業仮説に更なる修正を加えることができ、最終的な目標としているFSHDでの疾患特異的な遺伝子発現制御機構へと一歩迫れる成果を得ると同時に、関連する疾患原因遺伝子の（疾患という枠を超えて）一般的な生物学的機能を示唆する興味深い結果を得ることができた。一方、案研究案のもう一つの軸である顔面骨格筋の分化誘導法の確率については、改善案を立て、必要となるベクターなどのマテリアル構築を終えたが、それを用いた仮説検証はまだ行えておらず、引き続き検証が必要である。

当該年度では、国内受け入れ機関から海外派遣先へと、本研究案の要となる顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー（FSHD）の疾患iPS細胞モデルを導入した。多能性幹細胞の培養条件が異なる環境下で、当該疾患モデルについて多能性・幹細胞性の維持及び骨格筋への分化誘導がワークすることを確認した。その上で、まずは疾患特異的な遺伝子発現制御のエピジェネティクスの観点から重要と予想されたゲノム上の領域について、非疾患株iPS細胞を用いてその領域の欠損株をゲノム編集ツールで作製する一連のワークフローを確立した。さらに、そのワークフローを、先に導入したFSHD-iPS細胞株にも適用し、同様の欠損株の樹立を試みた。また、次世代シーケンサーから得た一連のデータに関して、一連のデータ処理のパイプラインをサーバー上に確立し、詳細な解析を行った。その結果、統計的に有意な疾患細胞特異的オープンクロマチン領域を複数同定し、転写活性と関連することも明らかになった。この解析結果をふまえ、研究案当初の作業仮説に更なる修正を加えることができ、最終的な目標としているFSHDでの疾患特異的な遺伝子発現制御機構へと一歩迫れる成果を得ると同時に、関連する疾患原因遺伝子の（疾患という枠を超えて）一般的な生物学的機能を示唆する興味深い結果を得ることができた。一方、案研究案のもう一つの軸である顔面骨格筋の分化誘導法の確率については、改善案を立て、必要となるベクターなどのマテリアル構築を終えたが、それを用いた仮説検証はまだ行えておらず、引き続き検証が必要である。