ゲノム編集iPS細胞による治療とは

開発の背景

iXgeneの創業メンバーである慶應義塾大学医学部脳神経外科の戸田教授らの研究チームは、マウス脳内において神経幹細胞が脳腫瘍に向けて指向性をもって遊走する現象を見出しました。この現象から、神経幹細胞を治療用遺伝子のキャリアーとして用いれば、脳腫瘍に対するex vivo遺伝子治療に有用ではないかと考え、新規遺伝子細胞治療法としての開発を進めていました。

同研究チームが着目したのは、神経幹細胞に搭載する治療用遺伝子として、抗真菌薬の5-FCを抗がん剤の5-FUに変換し、さらにその効果を飛躍的に高めるCD-UPRT融合遺伝子でした。抗がん剤の5-FUを投与しても血液脳関門（BBB）を通過せず脳内に到達しませんが、5-FCはBBBを通過するため、脳内のみに5-FUを生成することができます。つまり、脳腫瘍局所に遊走・集積する神経幹細胞に治療用遺伝子CD-UPRTを導入することによって、脳腫瘍局所に高濃度の抗がん剤5-FUを生成し、移植した治療用細胞とともに周辺の腫瘍を死滅させることができるのです。

さらに将来の臨床応用を踏まえ、同研究チームは大量かつ安定的に製造可能なiPS細胞に治療用遺伝子を搭載して神経幹細胞に分化誘導する研究を進めました。しかし、CD-UPRT融合遺伝子をiPS細胞に導入する際、ウイルスベクターなどを使用すると遺伝子がiPS細胞のゲノムにランダムに挿入されるため、iPS細胞自身に影響を与えたり、導入した遺伝子のスイッチが切られてしまう（サイレンシング）ことが明らかになりました。そこで、ゲノム編集技術を用いて特定の遺伝子座に治療用遺伝子を導入したところ、iPS細胞に安定的に遺伝子発現させる治療用細胞（治療用NSC）の作製に成功、事業化の目処がついたことから、iXgeneの創業に至りました。

ゲノム編集iPS細胞を用いた治療法

私たちは戸田教授たちが確立したこれらの技術を用い、悪性脳腫瘍に対する化学療法と脳機能障害に対する再生医療の開発を進めています。

• 01

  ゲノム編集iPS細胞を用いた悪性脳腫瘍に対する化学療法

  神経幹細胞が有する悪性脳腫瘍に対する遊走能を利用して、治療用遺伝子を悪性脳腫瘍近傍に送達する遺伝子細胞治療法です。移植した治療用NSCが悪性脳腫瘍に到達したタイミングでプロドラッグを投与すると、局所高濃度の抗がん剤を発生させ、悪性脳腫瘍を死滅させます。

• 02

  ゲノム編集iPS細胞を用いた脳機能障害に対する再生医療

  神経幹細胞が本来有する再生機能を利用した再生医療です。脳内に移植された治療用NSCは外傷性脳損傷や脳梗塞に起因する障害部位に遊走し、損傷部位を再生することが期待できます。また、本治療用NSCはCD-UPRT遺伝子を有しているため、万が一移植細胞が腫瘍化することがあっても、プロドラッグ投与により排除することができます。