AMED研究開発課題データベース 日本医療研究開発機構(AMED)の助成により行われた研究開発の課題や研究者を収録したデータベースです。

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研究課題情報

研究課題名
STAT3変異により発症する高IgE症候群に対する改良型Cas9を用いた造血幹細胞遺伝子治療の開発
課題管理番号
20ek0109399h0003
統合プロジェクト
再生・細胞医療・遺伝子治療プロジェクト
9つの連携分野プロジェクト
難病克服プロジェクト
事業名
難治性疾患実用化研究事業
タグ(2020)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/応用
/承認上の分類/再生医療等製品
/対象疾患/血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
タグ(2019)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/非臨床試験・前臨床試験
/承認上の分類/再生医療等製品
/対象疾患/血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
タグ(2018)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/非臨床試験・前臨床試験
/承認上の分類/再生医療等製品
/対象疾患/血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
代表研究機関
国立研究開発法人国立成育医療研究センター
研究代表者
(2020) 小野寺雅史 , 国立研究開発法人国立成育医療研究センター , 遺伝子細胞治療推進センター・センター長
(2019) 小野寺雅史 , 国立研究開発法人国立成育医療研究センター , 成育遺伝研究部・部長
(2018) 小野寺雅史 , 国立研究開発法人国立成育医療研究センター , 成育遺伝研究部・部長
データサイエンティスト
内山徹 国立成育医療研究センター研究所成育遺伝研究部, 室長
研究期間
2018年度-2021年度
課題への総配分額

(単位:千円)

  • 92,040
  • 2020年度
    29,640
  • 2019年度
    31,200
  • 2018年度
    31,200
研究概要(2020)
1型高IgE症候群(HIES)に対する、ゲノム編集技術による新規遺伝子治療法の開発を行う。患者のT細胞、CD34陽性造血幹細胞に対してCRISPR/Cas9によるSTAT3遺伝子の修復を実施し、免疫不全マウスに移植することで、患者細胞の機能の回復を評価する。また、樹立したSTAT3変異マウスに対して同様にゲノム編集を実施し、長期の有効性を評価する。安全性に関しては、Guide-Seq法やロングリードシーケンスによって、オフターゲット効果による遺伝子の破壊や、オンターゲット効果に伴う広範囲の欠失などを解析する。さらに、治験の実施に向けた準備として、各製造工程における品質の安定性や、非臨床安全性試験に必要なの項目に関しての検討を行う。
研究概要(2019)
1型高IgE症候群(HIES)に対する、ゲノム編集技術による新規遺伝子治療法の開発を行う。患者のT細胞、CD34陽性造血幹細胞に対してCRISPR/Cas9によるSTAT3遺伝子の修復を実施し、免疫不全マウスに移植することで、機能の回復を評価する。また、HIES患者からiPS細胞を樹立し、T細胞への分化誘導系を確立する。変異STAT3遺伝子が、正常STAT3遺伝子へ与える影響を解析し、治療効果を得るために有効な編集方法の検討を行う。安全性に関しては、Guide-Seq法やロングリードシーケンスによって、オフターゲット効果による遺伝子の破壊や、オンターゲット効果に伴う広範囲の欠失などを解析する。さらに、治験の実施に向けた準備として、各製造工程における品質の安定性や、非臨床安全性試験に必要なの項目に関しての検討を行う。
研究概要(2018)

研究成果情報

【成果報告書】

成果の概要
(1)STAT3遺伝子変異に対するゲノム編集の実施
STAT3変異による高IgE症候群(HIES)は、変異アレルによるdominant negative(DN)形式により発症する疾患である。申請者は前年度までの開発において、正常アレルはそのままに、変異アレルのみを認識・編集する方法を確立した。STAT3 DV463(Exon16)の変異を持つHIES患者T細胞に対して、正常なexon16配列をドナーとした相同組換え修復(HDR)を実施したところ、60-70%の細胞で正常配列への修復が認められた。さらに、DN形式であることから、indelによる変異アレルのみの破壊も実施したところ、80%程度で変異アレルの破壊が確認された。一方で、いずれも20-40%程度の細胞は変異をそのまま保有することから、これらの細胞が症状を引き起こす可能性や、変異アレルの破壊において正常アレルからのSTAT3発現だけ(haploinsufficiency)で症状が改善するかなどの検討が必要である。これらを検証するために、stat3変異マウスを作製し、in vivoにおける解析を実施中である。
(2)ゲノム編集細胞の安全性評価
ゲノム編集の臨床応用においては、従来の一般毒性だけではなく、細胞加工製品特有の品質、造腫瘍性などを評価しなければならない。そこで、細胞品質の評価の一つとして、Cas9を投与した臍帯血由来CD 34陽性細胞における遺伝子発現パターンの変化に関して、RNAシーケンスによる解析を行った。その結果、Cas9の導入により発現が上昇した遺伝子の多くは、がん抑制遺伝子であるp53遺伝子の下流に位置しており、細胞周期の停止やアポトーシスの促進に関与するものであった。これは、Cas9を導入した場合、多くの細胞が増殖や生存が阻害される可能性があるということを示している。また、これまでに、p53が抑制することで編集効率が上昇することがわかっており、これは、効率よくゲノム編集された細胞ではp53が抑制されている可能性を示していた。
(3)新規Cas9の開発
従来のゲノム編集に利用されるCas9やCas12aに比べて、より小型のCas12fに関して、DNA認識や切断の分子メカニズムを明らかにした。今後、AAVへの搭載効率が高い小型ゲノム編集ツールの開発基盤となることが期待される。
学会誌・雑誌等における論文一覧

1.Uchiyama T, Sirirat Takahashi S, Nakabayashi K, Okamura K, Edasawa K, Yamada M, Watanabe N, Mochizuki E, Yasuda T, Miura A, Kato K, Tomizawa D, Otsu M, ArigaT , Onodera M. Nonconditioned ADA-SCID gene therapy reveals ADA requirement in the hematopoietic system and clonal dominance of vector-marked clones. Molecular Therapy: Methods & Clinical Development 23: 424, 2021

2.Ishikawa T, Okai M, Mochizuki E, Uchiyama T, Onodera M, Kawai T. Bacillus Calmette-Guerin (BCG) infections at high frequency in both AR-CGD and X-CGD patients following BCG vaccination. Clin Infect Dis 73: e2538-e2544, 2021.

3.Ohira M, Kikuchi E, Mizuta S, Yoshida N, Onodera M, Nakanishi M, Okuyama T, Mashima R. Production of therapeutic iduronate-2-sulfatase enzyme with a novel single-stranded RNA virus vector. Genes Cells 2021 Sep 4. doi: 10.1111/gtc.12894.

4.Ushijima K, Okuno M, Ayabe T, Kikuchi N, Kawamura T, Urakami T, Yokota I, Amemiya S, Uchiyama T, Kikuchi T, Ogata T, Sugihara S, Fukami M; Japanese Study Group of Insulin Therapy for Childhood and Adolescent Diabetes. Low prevalence of maternal microchimerism in peripheral blood of Japanese children with type 1 diabetes. Diabet Med. 2019 Dec 23: doi: 10.1111/dme.14221.

5.Takeuchi I, Kawai T, Nambu M, Migita O, Yoshimura S, Nishimura K, Yoshioka T, Ogura M, Kyodo R, Shimizu H, Ito S, Kato M, Onodera M, Hata K, Matsubara Y, Arai K. X-linked inhibitor of apoptosis protein deficiency complicated with Crohn's disease-like enterocolitis and Takayasu arteritis: A case report. Clin Immunol 217: 108495, 2020.

6.Suzuki E, Kobori Y, Katsumi M, Ushijima K, Uchiyama T, Okada H, Miyado M, Fukami M. Copy-number Analysis of Y-linked Loci in Young Men With Non-Obstructive Azoospermia: Implications for the Rarity of Early Onset Mosaic Loss of Chromosome Y. Reprod Med. Biol. 19:178-181, 2020

7.Uchida H, Sakamoto S, Shimizu S, Takeda M, Yanagi Y, Fukuda A, Uchiyama T, Irie R, Kasahara M. Efficacy of Antithymocyte Globulin Treatment for Severe Centrilobular Injury Following Pediatric Liver Transplant: Clinical Significance of Monitoring Lymphocyte Subset Exp .Clin Transplant. 18:325-333, 2020

8.Azami Y, Tsuyama N, Abe Y, Sugai-Takahashi M, Kudo KI, Ota A, Sivasundaram K, Muramatsu M, Shigemura T, Sasatani M, Hashimoto Y, Saji S, Kamiya K, Hanamura I, Ikezoe T, Onodera M, Sakai A. Chromosomal translocation t(11;14) and p53 deletion induced by the CRISPR/Cas9 system in normal B cell-derived iPS cells. Sci Rep 11: 5216, 2021.

9.Osumi T, Yoshimura S, Sako M, Uchiyama T, Ishikawa T, Kawai T, Inoue E, Takimoto T, Takeuchi I, Yamada M, Sakamoto K, Yoshida K, Kimura Y, Matsukawa Y, Matsumoto K, Imadome KI, Arai K, Deguchi T, Imai K, Yuza Y, Matsumoto K, Onodera M, Kanegane H, Tomizawa D, Kato M. A prospective study of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation with post-transplantation cyclophosphamide and anti-thymoglobulin from HLA-mismatched related donors for non-malignant diseases. Biol Blood Marrow Transplant, 26: e286-e291, 2020.

10.Yamaguchi T, Uchida E, Okada T, Ozawa K, Onodera M, Kume A, Shimada T, Takahashi S, Tani K, Nasu Y, Mashimo T, Mizuguchi H, Mitani K, Maki K. Aspects of gene therapy products using current genome-editing technology in Japan. Hum Gene Ther 2020.

11.Ishikawa T, Okai M, Mochizuki E, Uchiyama T, Onodera M, Kawai T. BCG infections at high frequency in both AR-CGD and X-CGD patients following BCG vaccination. Clin Infect Dis 2020.

12.Kataura T, Tashiro E, Nishikawa S, Shibahara K, Muraoka Y, Miura M, Sakai S, Katoh N, Totsuka M, Onodera M, Shin-Ya K, Miyamoto K, Sasazawa Y, Hattori N, Saiki S, Imoto M. A chemical genomics-aggrephagy integrated method studying functional analysis of autophagy inducers. Autophagy 7:1-17, 2020.

13.Oka Y, Hamada M, Nakazawa Y, Muramatsu H, Okuno Y, Higasa K, Shimada M, Takeshima H, Hanada K, Hirano T, Kawakita T, Sakaguchi H, Ichimura T, Ozono S, Yuge K, Watanabe Y, Kotani Y, Yamane M, Kasugai Y, Tanaka M, Suganami T, Nakada S, Mitsutake N, Hara Y, Kato K, Mizuno S, Miyake N, Kawai Y, Tokunaga K, Nagasaki M, Kito S, Isoyama K, Onodera M, Kaneko H, Matsumoto N, Matsuda F, Matsuo K, Takahashi Y, Mashimo T, Kojima S, Ogi T. Digenic mutations in ALDH2 and ADH5 impair formaldehyde clearance and cause a multisystem disorder, AMeD syndrome. Sci Adv 6, 2020. : doi: 10.1126/sciadv.abd7197.

14.Kanamaru Y, Uchiyama T, Kaname T, Yanagi K, Ohara O, Kunishima S, Ishiguro A. ETV-6-related thrombocytopenia associated with a transient decrease in von Willebrand factor. Int J Hematol. 2021. doi: 10.1007/s12185-021-03136-4.

15.Nishizawa H, Matsumoto M, Chen G, Ishii Y, Tada K, Onodera M, Kato H, Muto A, Tanaka K, Igarashi K. Lipid peroxidation and the subsequent cell death transmitting from ferroptotic cells to neighboring cells. Cell Death Dis 12: 332. 2021. doi: 10.1038/s41419-021-03613-y.

16.Ishikawa T, Tamura E, Kasahara M, Uchida H, Higuchi M, Kobayashi H, Shimizu H, Ogawa E, Yotani N, Irie R, Kosaki R, Kosaki K, Uchiyama T, Onodera M, Kawai T. Severe Liver Disorder Following Liver Transplantation in STING-Associated Vasculopathy with Onset in Infancy. J Clin Immunol. 2021 Feb 5. doi: 10.1007/s10875-021-00977-w. Online ahead of print.

17.Uchiyama T, Kawakami S, Masuda H, Yoshida K, Niizeki H, Mochizuki E, Edasawa K, Ishiguro A, Onodera M. A Distinct Feature of T Cell Subpopulations in a Patient with CHARGE Syndrome and Omenn Syndrome. J Clin Immunol 41: 233-237, 2021. doi: 10.1007/s10875-020-00875-7, 2020.

18.Kamei K, Miyairi I, Shoji K, Arai K, Kawai T, Ogura M, Ishikura K, Sako M, Nakamura H. Live attenuated vaccines under immunosuppressive agents or biological agents: survey and clinical data from Japan. Eur J Pediatr. 2021 Feb 1. doi: 10.1007/s00431-021-03927-1.

19.Takeda S.N., Nakagawa R., Okazaki S., Hirano H., Kobayashi K., Kusakizako T., Nishizawa T., Yamashita K., Nishimasu, H., Nureki O. Structure of the miniature type V-F CRISPR-Cas effector enzyme. Mol Cell 81 558-570 (2021).

20.Yoshimitsu M, Fuji S, Utsunomiya A, Nakano N, Ito A, Ito Y, Miyamoto T, Suehiro Y, Kawakita T, Moriuchi Y, Nakamae H, Kanda Y, Ichinohe T, Fukuda T, Atsuta Y, Kato K. Outcomes of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation for ATL with HTLV-1 antibody positive donors: Allo-HCT for ATL from HTLV-1 antibody positive donors. Biol Blood Marrow Transplant. 2020; 26: 718-722. doi: 10.1016/j.bbmt.2019.12.004.

学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1.小野寺 雅史 今後の我が国の遺伝子治療の展望と問題点 第10回 国際協力遺伝病遺伝子治療フォーラム 第10周年記念大会 東京 令和2年1月

不明 / 

2.小野寺 雅史 世界の細胞加工品と遺伝子治療の現状 第4回 DIA再生医療製品・遺伝子治療用製品シンポジウム 東京 令和2年12月

不明 / 

3.小野寺 雅史 稀少疾患治療薬の開発の課題 第3回 日本免疫不全・自己炎症学会総会 学術集会 東京 令和3年2月

不明 / 

4.小野寺 雅史 原発性免疫不全症に対する新たな診断と治療法の開発 北陸免疫不全症研究会 東京 令和3年3月

不明 / 

5.小野寺 雅史 カルタヘナ法第一種使用規程の概要と成育医療研究センターでの取り組み 第42回 日本臨床薬理学会 学術集会 東京 令和3年12月

不明 / 

6.Masafumi ONODERA Current State of cell and gene therapy in the world. 第6回 DIA Cell and Gene Therapy Products Symposium in Japan 東京 令和3年12月

不明 / 

7.Masafumi ONODERA A fact-finding survey of handing gene therapy products compliance with type I use regulations of the Cartagena law in clinical site 第6回 DIA Cell and Gene Therapy Products Symposium in Japan 東京 令和3年12月

不明 / 

8.内山 徹 Progress of gene therapy for primary immunodeficiency diseases. 第10回 国際協力遺伝病遺伝子治療フォーラム 第10周年記念大会 東京 令和2年1月, 国内, 口頭

国内 / 口頭

9.内山 徹 レンチウイルスベクターの品質・安全管理 第20回医薬品等ウイルス安全性シンポジウム 東京 令和2年2月

不明 / 

10.内山 徹 Progress in the treatment of primary immunodeficiency -enzyme replacement therapy and gene therapy - 第3回日本免疫不全・自己炎症学会 東京 2020/2/15, 国内, 口頭

国内 / 口頭

11.内山 徹 再生医療~遺伝子治療と細胞治療~第20回CRCと臨床試験のあり方を考える会議2020 in長崎 令和2年10月

不明 / 

12.内山 徹 CAR-T細胞の体内動態と有効性、安全性の検討 第11回 国際協力遺伝病遺伝子治療フォーラム 東京 令和3年1月

不明 / 

13.原発性免疫不全症へのゲノム編集による遺伝子治療法の開発, 内山 徹, 日本ゲノム編集学会第6回大会 ランチョンセミナー 令和3年6月 web開催

不明 / 

14.Progress of gene therapy for primary immunodeficiency diseases. 内山徹, 第27回日本遺伝子細胞治療学会学術集会, 令和3年9月, 東京

不明 / 

15.中林一彦 先天性疾患ゲノム診断率向上のためのエピゲノムアプローチ」日本人類遺伝学会第65回大会,Web開催,2020.11.18-2020.12.2

不明 / 

16.「母体血中 cell-free DNA を用いた胎児 RhD 血液型判定法」堀あすか、緒方広子、佐々木愛子、髙橋健、谷口公介、右田王介、川嶋章弘、岡本 愛光、関沢明彦、左合治彦、高田史男、中林一彦、秦健一郎 日本人類遺伝学会第66回大会 2021 年 10 月 14 日 パシフィコ横浜 (国内・ポスター)

国内 / ポスター

17.加藤 光次. びまん性大細胞型B細胞リンパ腫に対する治療開発. 第109回日本病理学会総会(シンポジウム). 2020年4月,国内,口頭.

国内 / 口頭

18.Kato K. Treatment approach for relapse after allo-HSCT in patients with adult T-cell leukemia/lymphoma. 第82回日本血液学会学術集会(シンポジウム). 2020年10月,国内,口頭

国内 / 口頭

19.造血器腫瘍に対するCAR-T細胞療法への期待と課題. 加藤 光次 第28回 日本輸血・細胞治療学会 秋季シンポジウム(教育講演). 2021年10月, 国内, 口頭

国内 / 口頭

20.造血器腫瘍に対するCAR-T細胞療法の現状と今後. 加藤 光次 第42回日本アフェレシス学会学術大会(シンポジウム). 2021年10月, 国内,口頭

国内 / 口頭



更新日:2023-04-25

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