グリオーマ細胞へ遊走性を示すiPS細胞由来の神経幹細胞(NSC)に自殺遺伝子(HSVtk)を導入する治療法を開発することを目的とした。メタボローム代謝解析により、HSVtkはiPS細胞に対して細胞毒性を有することを明らかにした。さらにNSCへの分化誘導過程で、挿入遺伝子の不活性化も生じたため、CRISPR/Cas9を用い挿入部位の最適化を行うことで、安定した遺伝子発現の実現を目指した。一方で、HSVtkの細胞毒性の問題から、長期間マウス生体内で生着させることが困難であるという課題も明らかとなった。本研究計画は、ゲノム編集技術及び細胞療法を組み合わせた新たな治療戦略の先駆けとなると考えている。
Neural stem cells (NSCs) are known to possess the tumor-tropic migratory capacity and thus can be used as cellular vehicles for targeted delivery of therapeutic agents. The HSV-TK gene, in combination with ganciclovir, is the most widely used enzyme/prodrug suicide system from basic research to clinical applications. In the present study, we attempted to establish human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) that stably expressed HSV-TK with either lentiviral vectors or CRISPR/Cas9-mediated genome editing. A nucleotide metabolism analysis suggested that high-level and/or constitutive expression of HSV-TK resulted in the induction of cell death or silencing of HSV-TK expression during differentiation to NSCs. We also demonstrated that the Tet-inducible system was a feasible solution for overcoming the cytotoxicity of HSV-TK expression. Our results provided a warning against using the HSV-TK gene in human iPSCs, particularly in clinical applications.

研究種目 : 若手研究
研究期間 : 2018～2020
課題番号 : 18K15289
研究分野 : 脳神経外科学