ヒト化 TGFBI マウス（CD研究用）
角膜ジストロフィー（CD）は、角膜に異常な物質が蓄積することによって引き起こされる希少な遺伝性疾患群である。臨床的には、角膜の透明性が徐々に低下し、再発性角膜上皮障害や視力障害を呈する。粒状角膜ジストロフィー（GCD）はCDの代表的な亜型であり、変形成長因子β誘導性（TGFBI）遺伝子の変異によって引き起こされる。[1] TGFBI遺伝子はTGFBIpタンパク質をコードしており、細胞とコラゲンの相互作用において重要な役割を果たし、細胞接着、移動、増殖に寄与する。TGFBIpの変異は角膜上皮および基質に異常な沈着を引き起こし、角膜の透明性と屈折能を低下させ、最終的に視力を障害する。[1-2]
角膜ジストロフィー（CD）治療戦略の必要性
角膜は眼の前面に位置する透明で血管を有しない組織であり、光を網膜に焦点化し、眼の屈折力の約2/3を担っている。角膜ジストロフィー（CD）の特徴的な病理組織学的所見は、角膜の異なる層に特定の物質が蓄積することであり、両眼に影響を及ぼすことが多い。CDの種類によって視力障害の程度は異なる。現在のところ、角膜ジストロフィー（CD）に対して根本的な治療法は存在しない。角膜移植が主流の治療法であるが、術後再発、移植失敗、合併症、ドナー角膜の不足といった課題を抱えている。そのため、遺伝子治療、再生医療、細胞治療を活用した新たな代替療法の開発が今後の研究の柱となる。TGFBI関連角膜ジストロフィーは最も一般的な亜型の一つであるため、TGFBI変異に関連する角膜ジストロフィーおよびその標的療法は、現在の研究の中心的テーマとなっている。[3-4]
TGFBIを標的とした治療法：RNA干渉とターゲット遺伝子編集
TGFBI遺伝子はTGFBIpタンパク質をコードしており、細胞接着、移動、増殖、分化といった多様な生理的および病理的プロセスにおいて重要な役割を果たす。TGFBIpは角膜、皮膚、結合組織に発現し、コラゲンと結合することで角膜の細胞外マトリックスに構造的支持を提供する。[5] TGFBIの変異が角膜に異常な沈着を引き起こすことが知られており、変異遺伝子の発現を阻害することは潜在的な治療戦略となる。SiSaf Ltdは、TGFBI変異を標的とした2つの治療法を開発している。SIS-201-CDはRNA干渉療法であり、SIS-201-CDCは標的遺伝子編集プロトコルを用いた遺伝子編集療法である。両者とも、変異TGFBI遺伝子の発現を阻害または編集し、異常タンパク質の生成や蓄積を防ぐことを目的としている。[6-7] さらに最近の研究では、TGFBIが多様な癌において異常発現し、腫瘍免疫微小環境内で免疫抑制作用を示すことが報告されている。[8] TGFBIは腫瘍細胞の増殖、血管新生、アポトーシスに重要な役割を果たし、多様な腫瘍の侵襲および転移を促進する。[8-9] したがって、TGFBIを標的とした治療法は、抗がん戦略としても期待される。
TGFBI研究用B6-hTGFBIヒューマナイズドマウスモデルのご紹介
RNA干渉およびターゲット遺伝子編集療法は人間の遺伝子を標的としているが、マウスと人間の遺伝子間に差異があるため、臨床応用への移行が制限される可能性がある。マウスと人間の遺伝子の違いを克服するため、マウスの遺伝子をヒューマナイズ化することで、TGFBI標的遺伝子療法の臨床応用を加速できる。Cyagenは、マウスのTgfbi遺伝子配列を人間のTGFBI遺伝子配列に置換することにより、B6-hTGFBIヒューマナイズドマウスモデル（製品番号：C001546）を成功裏に開発した。このマウスは人間TGFBI遺伝子を発現し、正常に発育し、眼に異常な表型を示さない。Cyagenは、この系統を基盤として、さらなるヒューマナイズド点突然変異モデルの開発を計画しており、TGFBI関連研究に貴重なツールを提供する。関心のある研究者の方は、お気軽にお問い合わせください。以下にB6-hTGFBIマウスモデルの表型情報を示す。
B6-hTGFBIマウスモデルの主な特徴
人間TGFBI遺伝子の正常発現：
正常な眼組織形態：
ホモ接合体およびヘテロ接合体B6-hTGFBIマウスは、野生型マウス（WT）と比較して、眼組織の各部位の形態に有意な差を認めず、B6-hTGFBIマウスは正常な眼表型を示す。
正常な網膜光受容体機能：
概要
B6-hTGFBIマウスモデル（製品番号：C001546）は、人間TGFBI遺伝子を正常に発現し、マウスTgfbi遺伝子は発現しない。これらのマウスは正常に発育し、眼に異常な表型を示さない。眼組織の形態は野生型マウスと有意差なく、網膜光受容体機能も正常である。このモデルの正常な眼形態および網膜機能は、TGFBI関連角膜ジストロフィー（CD）の研究に理想的なプラットフォームを提供し、RNA干渉療法およびターゲット遺伝子編集療法候補のスクリーニングおよび前臨床検証に利用できる。
また、Cyagenはこの系統を基盤として、ヒューマナイズド点突然変異疾患モデルの開発を進めている。さらに、異なる点突然変異に対応したカスタムサービスも提供しており、前臨床研究開発ニーズに応じた支援を実施している。以下に、Cyagenが開発したHUGO-GT™次世代ヒューマナイズドモデルの一例を示す。
| 製品番号 | 製品 | 系統背景 | 応用分野 |
|---|---|---|---|
| C001396 | B6J-hRHO | C57BL/6JCya | 網膜色素変性症（RP）、先天性静止性夜盲症（CSNB）およびその他の網膜疾患。 |
| C001410 | B6-htau | C57BL/6JCya | 前頭側頭型認知症（FTD）、アルツハイマー病（AD）およびその他の神経変性疾患。 |
| C001418 | B6-hTARDBP | C57BL/6JCya | 筋萎縮性側索硬化症（ALS）、前頭側頭型認知症（FTD）およびその他の神経変性疾患。 |
| C001427 | B6-hSNCA | C57BL/6NCya | パーキンソン病（PD）。 |
| C001437 | B6-hIGHMBP2 | C57BL/6NCya | 呼吸障害型1型脊髄性筋萎縮症（SMARD1）およびCharcot-Marie-Tooth病型2S（CMT2S）。 |
| C001495 | B6-hRHO-P23H | C57BL/6JCya | 網膜色素変性症（RP）、先天性静止性夜盲症（CSNB）およびその他の網膜疾患研究 |
| C001504 | B6-hSMN2(SMA) | C57BL/6NCya | 脊髄性筋萎縮症（SMA） |
| I001128 | B6-hMECP2 | C57BL/6NCya | レット症候群（RTT） |
| I001124 | B6-hLMNA | C57BL/6NCya | ハッチンソン・ギルフォード症候群（HGPS） |
| C001398 | B6-hATXN3 | C57BL/6NCya | 脊髄小脳性運動失調症3型（SCA3） |
| C001512 | B6-hTTR | C57BL/6NCya | トランスサブスタンチンアミロイドーシス（ATTR） |
| I001131 | B6-hSCN2A | C57BL/6NCya | てんかん |
| I001132 | B6-hCFTR | C57BL/6NCya | 線維症（CF） |
| C001525 | H11-Alb-hTTR*V50M | C57BL/6NCya | トランスサブスタンチンアミロイドーシス（ATTR） |
| I001130 | B6-hATP7B | C57BL/6NCya | 肝線維症性変性症（HLD） |
| IR1019 | SD-hGFAPラット | スプレーグ・デーリー | アレクサンダー病（AxD）、脳外傷 |
| C001533 | B6-hINHBE | C57BL/6NCya | 肥満、脂肪分布・蓄積異常に関連する代謝疾患 |
| C001538 | B6-hCOL7A1*c.6527dupC | C57BL/6NCya | 線維性表皮溶解性水疱症（DEB） |
| C001428 | B6-hCOL7A1 | C57BL/6NCya | 表皮溶解性水疱症（EB） |
| C001546 | B6-hTGFBI | C57BL/6JCya | 角膜ジストロフィー（CD） |
| C001551 | B6-hABCA4 | C57BL/6JCya | スターガード病（STGD） |
| C001554 | B6-hUSH2A(E10-15) | C57BL/6JCya | ウーシャー症候群（USH） |
| C001555 | B6-hVEGFA | C57BL/6JCya | 加齢性黄斑変性症（AMD）、糖尿病網膜症（DR）、角膜新生血管形成、腫瘍発生・発展機構、抗腫瘍薬の開発。 |
参考文献
[1] 李 浩亮, 梁 舒. TGFBI関連粒状角膜ジストロフィーに関する研究進展[J]．中国臨床医師（電子版）, 2020, 14(11): 931-936.
[2] Corneal dystrophies. Nat Rev Dis Primers. 2020 Jun 11;6(1):47.
[3] Han KE, Choi SI, Kim TI, Maeng YS, Stulting RD, Ji YW, Kim EK. Pathogenesis and treatments of TGFBI corneal dystrophies. Prog Retin Eye Res. 2016 Jan;50:67-88.
[4] Vision Center. (2024). Corneal Dystrophy: Symptoms, Types, and Treatments. https://www.nei.nih.gov/learn-about-eye-health/eye-conditions-and-diseases/corneal-conditions/corneal-dystrophies
[5] Nielsen NS, Poulsen ET, Lukassen MV, Chao Shern C, Mogensen EH, Weberskov CE, DeDionisio L, Schauser L, Moore TCB, Otzen DE, Hjortdal J, Enghild JJ. Biochemical mechanisms of aggregation in TGFBI-linked corneal dystrophies. Prog Retin Eye Res. 2020 Jul;77:100843.
[6] SiSaf Ltd. (2024). Pipeline. https://sisaf.com/pipeline/
[7] Taketani Y, Kitamoto K, Sakisaka T, Kimakura M, Toyono T, Yamagami S, Amano S, Kuroda M, Moore T, Usui T, Ouchi Y. Repair of the TGFBI gene in human corneal keratocytes derived from a granular corneal dystrophy patient via Targeted Gene Editing/Cas9-induced homology-directed repair. Sci Rep. 2017 Dec 1;7(1):16713.
[8] Huang H, Tang Q, Li S, Qin Y, Zhu G. TGFBI: A novel therapeutic target for cancer. Int Immunopharmacol. 2024 Jun 15;134:112180.
[9] Corona A, Blobe GC. The role of the extracellular matrix protein TGFBI in cancer. Cell Signal. 2021 Aug;84:110028.
