患者さんのES細胞を用いたイスラエルの研究からCGGがメチル化され、ヘテロクロマチンが形成されていることが示され、遺伝子発現がCGGリピートが誘導するエピジェネティックなメカニズムで抑制されることが原因と考えられてきたが、このリピートを挿入したマウスモデルでは病気を再現できず、この説明が証明できたわけではない。
今日紹介するマサチューセッツ工科大学Jaenisch研究室からの論文は、FXS患者さんからのiPSを用いてFMR１遺伝子上のメチル化を消去することで、細胞レベルの異常が治ることを示した力作で３月２２日発行予定のCellに先行発表されている。タイトルは「Rescue of Fragile X Syndrome neurons by DNA methylation editing of FMR1 gene（FMR1遺伝子のDNAメチル化の編集によりFragile X症候群の神経細胞の症状を正常化する）」だ。
クリスパ−/Casの技術を用いることで、どんなたんぱく質でもゲノムの特定の場所にリクルートすることができる。Jaenischのグループは、遺伝子切断機能を除いたCas9にDNAのメチル化を外すTet1遺伝子を結合させたキメラ分子を用いて、ガイドRNAで示されるゲノム部位のメチル化を除去する方法を開発している。この研究では、レンチウイルスベクターに組み込んだキメラ遺伝子とガイドRNAをFXS患者さん由来のiPSに導入することで、期待どおりFMR1遺伝子上のCGGのメチル化を除去し、FMR1遺伝子の発現を回復できることを明らかにしている。
この結果、FXSがCGGリピートのメチル化によりFXSが発症するというメカニズムが完全証明された。あとは、この方法を用いた治療可能性のための様々な基礎データを集めている。
治療に向けた問題点は、もしキメラTet1分子により無関係な場所のメチル化が外れると、ガンなど様々な問題が起こると予想される。したがって、ガイドRNAで指示した場所以外のメチル化は影響されないことを、全ゲノムレベルのメチル化DNA解読等で調べ、無関係な場所のメチル化が外れる危険性は最小限にとどまることを示している。
次に、エクソン上のCGGのメチル化が外れることで、FMR1遺伝子のプロモーターのヒストン標識がヘテロクロマチン型から、on型のクロマチンに変化することで転写が元に戻ることを示している。この結果はこのシステムが、DNAメチル化がガイドするエピジェネティックな調節を調べる意味でも優れたモデルになることもうかがわせる。
次に、実際の治療ではレトロウイルスベクターを使わない場合が想定されるので、編集したメチル化状態がiPSでどの程度続くかを、Cas9阻害剤を用いて調べ、かなり長期に新しいメチル化状態が続くことを示している。
最後に、こうしてメチル化状態を編集したiPSから神経細胞を誘導し、正常人iPS由来の神経細胞と遺伝子発現にほとんど違いがないこと、編集した神経細胞をマウス脳に移植すると正常機能を示すこと、さらに分化して分裂が終わった神経細胞に対しても同じ方法でFMR1遺伝子の発現を半分ぐらいは回復させられることを示し、今後の治療法開発に重要な基礎データを示している。基本的にはマウスを使ったレベルの前臨床研究は終わっていると言えるように思う。
さすがJaenischの研究室からと思わせる質量ともに読み応えのある論文で、近々治療研究にまで進むという確信を持った。
突然のメールですみません。重度自閉症、七才女の子の母親です。コメントせずにはいられませんでした。
一昨年、三角頭蓋会頭手術をうけましたが自閉症の改善がみられません。たまたま、他に希望の持てる情報がないかと調べている時に先生のメールをみつけて拝見させていただきました。内容がかなり難しいのでなかなか凡人には頭に入ってきませんが臨床試験がすすんでいるようで日々の力になっています。
お願いがあります。許可がおりるようでしたら娘を薬投薬してもらえないでしょうか？許可がおりるまで何年でも待ちます。いきなりで頭がおかしい人間かと思われるかも知れませんが本気で考えています。
お金は用意できます。簡単でけっこうですのでお返事お待ちしています。
いつも希望をありがとうございます。
私自身は七十を超えた隠居の身で、論文を紹介する以外に何もできないのが残念です。このお薬は、脆弱X症候群の人には現在試験が行われていますが、他のケースに効くかどうかは全くわかりません。おそらく遺伝的でない自閉症の場合、今後でてくるバソプレッシンやバソプレッシン受容体阻害剤に期待が集まっています。これらの薬剤で新しい進展があれば、必ずおしらせします。お役に立てず申し訳ありません。