生体内リプログラミング技術を応用した網膜色素変性症の新規治療法確立

利用体内重编程技术建立色素性视网膜炎的新治疗方法

• 批准号: 22KJ0150
• 负责人: 遠藤 由佳
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0150/
• 关键词: ダイレクトリプログラミング; 遺伝子治療; 再生医療; 網膜色素変性症; ミュラー細胞

“ダイレクトリプログラミング” は、初期化を経ずに最終分化した細胞を目的の細胞に運命転換する技術であり、生体中でも直接目的の細胞を誘導できることから再生医療への応用が期待されている。本研究課題では、ポリシストロン性ベクターを用いて視細胞分化を制御する転写因子群を導入し、低分子化合物や液性因子を用いた細胞内シグナルを調節することで、網膜ミュラー細胞から光応答能を持つ成熟視細胞を高効率で誘導する手法の構築を達成し、生体中で視細胞を誘導することで、視細胞変性により低下した視機能を回復する低侵襲性の治療法構築を目指している。令和4年度は研究計画に基づき、in vitroリプログラミング実験系の構築および視細胞へのリプログラミング効率向上を試みた。視細胞への分化を誘導する4種類の転写因子（CRX、NEUROD1、RAX、OTX2）を導入したミュラー細胞を視細胞方向へ分化誘導する詳細な条件を検討した。視細胞分化に寄与する細胞内シグナルを調節する低分子化合物及び液性因子の組み合わせを検討し、遺伝子発現解析を行ったところ、分化誘導を行ったミュラー細胞において、網膜前駆細胞特異的遺伝子、神経細胞特異的遺伝子、桿体視細胞前駆細胞特異的遺伝子の発現上昇が確認された。その一方で、光応答に必要とされる光伝達関連遺伝子の発現は確認できなかった。このことから、令和4年度時点で作製した誘導視細胞は、視細胞方向への分化は進んでいるものの、光応答能を持たない未成熟な状態である可能性が考えられ、これらの細胞に光受容能を付与するための更なる条件検討が必要であることが示唆された。今後は、RNA-seqを用いて細胞の分化状態を解析し、成熟視細胞への分化に必要な転写因子や細胞内シグナルを絞り込む予定である。また、これらの知見を活用し、in vivoで網膜中のミュラー細胞を視細胞に分化する手法を確立することを試みる。

"Regenerative Medicine" is a new technology for the induction of target cells directly in vivo, which is expected to be used in regenerative medicine. This research topic is to introduce a group of factors that regulate the differentiation of visual cells, use low molecular weight compounds and liquid factors to regulate the intracellular differentiation of visual cells, and construct a method for inducing visual cells to maintain a high rate of mature visual cells. The aim of this study is to construct a less invasive therapeutic approach to restore visual function due to decreased visual cell quality. In 2010 and 2014, the research project was conducted on the basis of the research plan, and the construction of the system and the improvement of the efficiency of the visual system were tested. Four types of transcription factors (CRX, NEUROD1, RAX, OTX2) were introduced into the cells and detailed conditions for inducing differentiation in the direction of visual cells were discussed. It was confirmed that the expression of low molecular weight compounds and liquid factors in the regulation of intracellular differentiation of optic cells increased in the analysis of gene expression, in the induction of differentiation of optic cells, in the expression of retinal cell-specific genes, neuronal cell-specific genes, and rod optic cell-specific genes. The discovery of a related gene is confirmed by the light source. The possibility of inducing the differentiation of optic cells in the direction of optic cells and the immaturity of photoreceptors at the time point of this study was discussed. In the future, RNA-seq will be used to analyze the differentiation state of mature visual cells, and the necessary factors for cell differentiation and intracellular regulation will be determined. The method of differentiation of retinal cells in vivo was established.

项目成果

Increased lentivirus titer using ultra expression vectors

使用超表达载体提高慢病毒滴度

• DOI: 10.1016/j.ab.2023.115119
• 发表时间: 2023
• 期刊: Analytical Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Fujibayashi So;Kiyono Tohru;Endo Yuka;Tani Tetsuya;Tate Haruka;Bai Lanlan;Sugano Eriko;Tomita Hiroshi;Fukuda Tomokazu
• 通讯作者: Fukuda Tomokazu

ダイレクトリプログラミング法による網膜 Muller 細胞から視細胞への分化 誘導条件の検討

直接重编程法研究视网膜Muller细胞分化为感光细胞的诱导条件

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤由佳;菅野江里子;福田智一;世古裕子;田端希多子 ;冨田浩史
• 通讯作者: 冨田浩史

オプトジェネティクスを用いた新たな網膜機能の付与

利用光遗传学添加新的视网膜功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 菅野江里子，畠山暁斗，田端希多子;佐山達紀，小野口玲奈;遠藤 由佳;木村悠;冨田浩史
• 通讯作者: 冨田浩史

オプトジェネティクス遺伝子の開発と網膜疾患への応用

光遗传学基因的开发及其在视网膜疾病中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 菅野江里子;畠山暁斗;田端希多子;佐山達樹;小野口玲奈;遠藤由佳;木村悠;冨田浩史
• 通讯作者: 冨田浩史