血友病が抱える課題の解決を目指した新規治療法・診療体制の創出
研究課題情報
- 課題管理番号
- 25fk0410061h0002
- 統合プロジェクト(三期)
感染症プロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
疾患基礎研究プロジェクト<第二期>
- 事業名
エイズ対策実用化研究事業
- タグ(2025)
研究開発目的: 治療に関する研究
研究の性格: 再生医療等製品・遺伝子治療<ex vivo遺伝子治療、in vivo遺伝子治療を含む>
研究モダリティ: in vivo遺伝子治療<遺伝子編集を含む>
開発フェーズ: 非臨床・前臨床
ICD-10大分類: 血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
対象疾患領域: 難病 , 感染症
補足確認: 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2024)
研究開発目的: 治療に関する研究
研究の性格: 再生医療等製品・遺伝子治療<ex vivo遺伝子治療、in vivo遺伝子治療を含む>
研究モダリティ: in vivo遺伝子治療<遺伝子編集を含む>
開発フェーズ: 非臨床・前臨床
ICD-10大分類: 血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
対象疾患領域: 難病 , 感染症
補足確認: 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- 代表研究機関
- 学校法人自治医科大学
- 研究代表者
(2025) 大森司, 学校法人自治医科大学, 医学部生化学講座病態生化学部門・教授
(2024) 大森司, 学校法人自治医科大学, 医学部生化学講座病態生化学部門・教授
- 研究期間
- 2024年度 - 2026年度
- 課題への総配分額
- 117,000 千円
- 研究概要(2025)
- 本研究では、現在の血友病診療の課題である遺伝の問題の解決に焦点をあて、薬害HIV感染被害者の願いである血友病の根治や診療基盤整備に結びつける研究を推進する。本分担研究においては、1)新規治療法の開発、3)遺伝子診断の樹立、を担当する。1)では、血友病Aに対する根治を目指し、これまでに構築した改変型FVIIIのアミノ酸変異を減じた複数の改変体をマウス・カニクイザルで評価し、臨床に用いる候補配列を決定する。患者変異毎に対してゲノム編集技術を外挿した治療を開発するために、血友病バリアントをもつ複数のHEK293細胞やHuh-7細胞を樹立し、上清の凝固因子抗原量、活性を測定し、患者の表現型を確認する。AlphaFoldを用いて、FVIII、FIX、血液凝固第X因子複合体の構造解析により、3者複合体の構築や活性に重要な部位を見出す。3)の遺伝子診断では、簡便な遺伝子解析で同定できない症例評価のために、minigeneアッセイによる機能的バリアント評価法を樹立する。
- 研究概要(2024)
- 本研究では、現在の血友病診療の課題である遺伝の問題の解決に焦点をあて、薬害HIV感染被害者の願いである血友病の根治や診療基盤整備に結びつける研究を推進する。本分担研究においては、1)新規治療法の開発、3)遺伝子診断の樹立、を担当する。1)では、血友病Aに対する根治を目指し、これまでに構築した改変型FVIIIのアミノ酸変異を減じた複数の改変体をマウス・カニクイザルで評価し、臨床に用いる候補配列を決定する。患者変異毎に対してゲノム編集技術を外挿した治療を開発するために、血友病バリアントをもつ複数のHEK293細胞やHuh-7細胞を樹立し、上清の凝固因子抗原量、活性を測定し、患者の表現型を確認する。AlphaFoldを用いて、FVIII、FIX、血液凝固第X因子複合体の構造解析により、3者複合体の構築や活性に重要な部位を見出す。3)の遺伝子診断では、簡便な遺伝子解析で同定できない症例評価のために、minigeneアッセイによる機能的バリアント評価法を樹立する。
研究成果情報
2024
成果の概要
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<1> 新規治療法の開発:これまでに開発した高機能型第VIII因子(FVIII)の凝固因子活性、発現、および小胞体ストレス応答に関与するアミノ酸部位を同定し、最終的にヒト遺伝子治療に用いるDNA配列を決定した。この高機能型FVIIIのクライオ電子顕微鏡による構造解析から生化学的な機能変化に関する構造基盤を明らかにし、合理的改変に向けた分子基盤を得た。さらに、FVIIIのA2ドメインの乖離を制御することで機能を向上させた新たな改変体を樹立した。トロンビンやリン脂質結合部位における変異により血友病が発症する機序を構造基盤から明らかにした。血友病の個々の患者変異の修復を目指した疾患遺伝子変異を保有する細胞株を樹立し、ゲノム編集による変異修復が可能となった。さらにPAM自由度が高い小型SaCas9(eSaCas9-NNG)を開発し、活性化における途中段階を含めた5つの異なる状態の構造解析に成功した。
<2> 血友病に対する包括的予後評価法の創出(J-HOS):血友病の新たなアウトカム評価を目的とした前向き研究J-HOS研究では、2025年1月末現在で296症例の同意を取得た。アンケートによる中間解析では、直近1年での関節内出血が平均1回未満であること、若年層の多くは障害の認識が少なく、バイスペシフィック抗体薬使用群で保護者の満足度が高かった。
<3> 遺伝子診断と保因者診療体制の構築:血友病遺伝子診断について統一プロトコールの原案を整え、研究班内での協議を開始した。全国の血友病拠点病院におけるカウンセリング体制の実態を把握するための全国調査を東京医科大学医学IRBに申請した。早期発症遺伝性血栓症に対し、九州大学病院やかずさDNA研究所の遺伝子診断から特発性血栓症の確定診断を行うための全国活動基盤を血友病診療へ利用する手順をとりまとめ、本ネットワークを利用した診療体制を構築しつつある。
<4> 患者・家族支援からみた研究ニーズの抽出と支援方法の構築及び研究成果の還元(柿沼):WEBページから得られたニーズから、血友病患者の子育てや保因者の悩み等についての記事を掲載した。また、保因者を対象にしたLINE相談も開始した。1年間のWEBアクセス数は35,305件だった。血友病診療のアップデート、並びに遺伝を中心とした座談会形式での市民公開講座行い、総視聴回数は927回だった。
<2> 血友病に対する包括的予後評価法の創出(J-HOS):血友病の新たなアウトカム評価を目的とした前向き研究J-HOS研究では、2025年1月末現在で296症例の同意を取得た。アンケートによる中間解析では、直近1年での関節内出血が平均1回未満であること、若年層の多くは障害の認識が少なく、バイスペシフィック抗体薬使用群で保護者の満足度が高かった。
<3> 遺伝子診断と保因者診療体制の構築:血友病遺伝子診断について統一プロトコールの原案を整え、研究班内での協議を開始した。全国の血友病拠点病院におけるカウンセリング体制の実態を把握するための全国調査を東京医科大学医学IRBに申請した。早期発症遺伝性血栓症に対し、九州大学病院やかずさDNA研究所の遺伝子診断から特発性血栓症の確定診断を行うための全国活動基盤を血友病診療へ利用する手順をとりまとめ、本ネットワークを利用した診療体制を構築しつつある。
<4> 患者・家族支援からみた研究ニーズの抽出と支援方法の構築及び研究成果の還元(柿沼):WEBページから得られたニーズから、血友病患者の子育てや保因者の悩み等についての記事を掲載した。また、保因者を対象にしたLINE相談も開始した。1年間のWEBアクセス数は35,305件だった。血友病診療のアップデート、並びに遺伝を中心とした座談会形式での市民公開講座行い、総視聴回数は927回だった。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Nakajima Y, Oda A, Baatartsogt N, Kashiwakura Y, Ohmori T, Nogami K. The combination of Asp519Val/Glu665Val and Kts1813Ala mutations in FVIIII markedly increases coagulation potential. Blood Advances. 2024, 8, 15, 3929-3940, doi:10.1182/bloodadvances.2023012391.
2. Togashi T, Baatartsogt N, Nagao Y, Kashiwakura Y, Hayakawa M, Hiramoto T, Fujiwara T, Morishita E, Nureki O, Ohmori T. Cure of congenital purpura fulminans via expression of engineered protein C through neonatal genome editing in mice. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2024, 44, 12, 2616-2627, doi: 10.1161/ATVBAHA.123.319460.
3. Baatartsogt N, Kashiwakura Y, Hiramoto T, Ito R, Sato R, Nagao Y, Naruoka H, Takata H, Hayakawa M, Batjargal K, Togashi T, Hoshino A, Shimizu T, Sato Y, Ishida T, Nureki O, Ohmori T. Universal base editing for hemophilia B. bioRxiv. 2024, 11, 13, 623331, doi: https://doi.org/10.1101/2024.11.13.623331.
4. Kashiwakura Y, Nakajima Y, Horinaka K, Tiago J.S. Lopes, Furuta Y, Yamaguchi Y, Baatartsogt N, Hayakawa M, Katakai Y, Uchiyama S, Nureki O, Nogami K, Ohmori T. Engineered coagulation factor VIII with enhanced secretion and coagulation potential for hemophilia A gene therapy. bioRxiv. 2024, 12, 05, 626963, doi: https://doi.org/10.1101/2024.12.05.626963.
5. Mizumachi K, Nakajima Y, Shimonishi N, Furukawa S, Ogiwara K, Takeyama M, Nogami K. Hybrid human-porcine factor VIII proteins partially escape the inhibitory effects of anti-factor VIII inhibitor alloantibodies having A2 or C2 domain specificity. Haemophilia. 2024 , 30, 1, 140-150, doi: 10.1111/hae.14911.
6. Nakajima Y, Nogami K. The role of proteolytic cleavage at Arg336 and Arg372 of the A1 domain in factor VIIa/tissue factor-catalyzed reactions of B domain-deleted factor VIII. Biochim Biophys Acta Gen Subj. 2024, 1868, 1, 130501, doi: 10.1016/j.bbagen.2023.130501.
7. Mizumachi K, Takeyama M, Horiuchi K, Nogami K. Structural Conformation and the Binding of Factor VIII R2159C (FVIII-Ise) Mutated in the C1 Domain to Phospholipid. Thromb Haemost. 2025, doi: 10.1055/a-2509-0511.
8. Oda A, Furukawa S, Kitabatake M, Ouji-Sageshima N, Ito T, Takahashi R, Kawamura T, Nakajima Y, Shimonishi N, Ogiwara K, Shima M, Nogami K. Generation of a severe hemophilia: a humanized mouse model capable of inducing an anti-FVIII immune response. Thromb Haemost. in press.
9. Acharya S, Ansari AH, Kumar Das P, Hirano S, Aich M, Rauthan R, Mahato S, Maddileti S, Sarkar S, Kumar M, Phutela R, Gulati S, Rahman A, Goel A, Afzal C, Paul D, Agrawal T, Pulimamidi VK, Jalali S, Nishimasu H, Mariappan I, Nureki O, Maiti S, Chakraborty D. PAM-flexible Engineered FnCas9 variants for robust and ultra-precise genome editing and diagnostics. Nat Commun. 2024, 15, 1, 5471, doi: 10.1038/s41467-024-49233-w.
10. Shuto Y, Nakagawa R, Zhu S, Hoki M, Omura S.N, Hirano H, Itoh Y, Zhang F, Nureki O. Structural basis for pegRNA-guided reverse transcription by a prime editor. Nature. 2024, 631, 8019, 224-231, doi: 10.1038/s41586-024-07497-8.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. Novel approaches of genome editing for treatment and diagnosis of genetic diseases, Ohmori T, The 27th Annual meeting of American Society of Gene and Cell Therapy (Symposium), 2024/5/8, 国外, 口頭.
国外 / 口頭
2. NASHモデルマウスにおける血液凝固第VIII因子の活性制御, 早川盛禎, 柏倉裕志, 早川裕子, Nemekhbayar Baatartsogt, 鴨下信彦, 大森 司, 第46回日本血栓止血学会学術集会, 2024/6/13, 国内, 口頭.
国内 / 口頭
3. 改変した超小型AsCas12fによる血友病Bマウスのin vivoゲノム編集治療, 冨樫朋貴, 日野智博, 大村紗登士, 中川綾哉, 星野 温, 濡木 理, 大森 司, 第46回日本血栓止血学会学術集会, 2024/6/13, 国内, 口頭.
国内 / 口頭
4. 効果的な血友病A遺伝子治療を実現しうる改変型第VIII因子の開発, 柏倉 裕志, 中島 由翔, Tiago Lopes, Nemekhbayar Baatartsogt, 鴨下信彦, 早川盛禎, 片貝祐子, 野上恵嗣, 大森 司, 第46回日本血栓止血学会学術集会, 2024/6/13-15, 国内, 口頭.
国内 / 口頭
5. Knock-in genome editing therapy with a single AAV vector harboring an engineered AsCas12f for hemophilia B in mice, Togashi T, Hino T, Omura S.N, Nakagawa R, Hoshino A, Nureki O, Ohmori T, The 32nd Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, 2024/6/22, 国外, 口頭.
国外 / 口頭
6. Computational Structural Analysis of Coagulation Factor VIII Maturation to Form Xase Complex, Baatartsogt N, Kashiwakura Y, Hayakawa M, Kamoshita N, Ohmori T, The 32nd Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, 2024/6/22-26, 国外, 口頭.
国外 / 口頭
7. Development of engineered factor VIII for effective hemophilia A gene therapy, Kashiwakura Y, Nakajima Y, Lopes T, Baatartsogt N, Kamoshita N, Hayakawa M, Katakai Y, Nogami K, Ohmori T, The 32nd Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, 2024/6/22-26, 国外, ポスター.
国外 / ポスター
8. Regulation of coagulation factor VIII activity in a murine model of steatohepatitis, Hayakawa M, Kashiwakura Y, Hayakawa H, Baatartsogt N, Kamoshita N, Ohmori T, The 32nd Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, 2024/6/25, 国外, ポスター.
国外 / ポスター
9. 単一AAVベクターによる肝臓を標的とした遺伝子ノックイン技術の最適化, 冨樫朋貴, 日野智博, 大村紗登士, 中川綾哉, Nemekhbayar Baatartsogt, 柏倉裕志, Khishigjargal Batjargal, 早川盛禎, 星野温, 濡木 理, 大森 司, 第30回日本遺伝子細胞治療学会学術集会, 2024/7/16, 国内, 口頭.
国内 / 口頭
10. 改変第VIII因子を用いた効果的な血友病A遺伝子治療の開発, 柏倉裕志, 中島由翔, 古田勇馬, 山口祐希, Tiago Lopes, Nemekhbayar Baatartsogt, 早川盛禎, 片貝祐子, 内山 進, 濡木 理, 野上恵嗣, 大森 司, 第30回日本遺伝子細胞治療学会学術集会, 2024/7/16−18, 国内, 口頭.
国内 / 口頭