Treatment of hypophosphatasia by muscle-directed expression of bone-targeted alkaline phosphatase via self-complementary AAV8 vector

Abstract

低ホスファターゼ症(HPP)は、tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNALP)をコードしている遺伝子に遺伝子変異が起こることによって生じる遺伝性疾患である。これにより、骨および歯の石灰化障害が起きる。私たちは近年、重症乳児型HPPのモデルマウスであるTNALP-欠損 (Akp2 (-/-) )マウスが、骨を標的としたTNALPを発現した組み換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)(deca-aspartatesをC末端に有し、組織非特異的CAGプロモーターによって活性化される)を静脈注射することによって治療できることを示した。より安全かつ臨床応用しやすいHPP遺伝子治療の方法を開発すべく、私たちは、筋クレアチンキナーゼ(MCK)プロモーター(scAAV8-MCK-TNALP-D10)を介してTNALP-D10を発現するself-complementary type 8 AAV (scAAV8) vectorを構築し、筋特異的遺伝子治療の有効性について調べた。scAAV8-MCK-TNALP-D10を、Akp2 (-/-)マウスの両側大腿四頭筋に注射すると、そのマウスは、健康な外観と通常の運動機能を有しつつ正常に成長し3か月以上生存することがわかった。X線では、骨構造の改善が示されたが同時に長管骨の伸長が不十分であったことも確認された。マイクロCT解析は、低石灰化と骨端部骨梁の異常を示した。これらの結果はrAAVが介在したTNALP-D10の筋特異的発現は、HPP治療の安全かつ実用的な選択肢であることを示唆している。

Introduction

・HPPは骨や歯の石灰化を促す組織非特異的アルカリホスファターゼ(TNALP)に遺伝子変異がお骨ことによって発症末鵜遺伝子疾患。

・致死的な周産期型から歯の異常のみを特徴とする軽度の歯牙限局型などがある。

・乳児に起こるHPPの場合、出産直後は正常に見えるものの、骨形成不全、(胸郭形成不全に伴う)呼吸不全、痙攣発作などが起こり6か月以内に死亡する。

・TNALPノックアウト（Akp2 -/-）マウスはこれを模倣したモデルマウスである。正常な外観で出生するも、骨形成不全、成長障害、てんかん発作などを急速に発症し、出生後3週間以内に死亡する。

・TNALPは、グリコシルホスファチジルイノシトールアンカーを介して細胞外膜に付着する細胞外酵素→酵素補充療法（ERT）は1つの選択肢…既に米国で臨床試験が行われている。

・しかし高価な組換え酵素の大量の反復投与が必要である点がネックとなる。

・我々は過去にTNALP-D 10を発現する組換えアデノ随伴ウイルス（rAAV）の単回静脈内注射によってAkp2 KOマウスを救出できると報告した。

・しかしウイルスベクター全身注射の悪影響(例えば生殖器などに対する)には十分に注意しなければならない。(治療対象が新生児であるため特に注意が必要である)

・その代りに筋肉内への局所注射を検討。

骨格筋はアクセスが容易であり、タンパク質産生能力が高い。

→筋肉特異的クレアチンキナーゼ（MCK）プロモーター（scAAV8-MCK-TNALP-D 10）を介してTNALP-D 10を発現する自己相補型AAVタイプ8（scAAV8）ベクターを使用した。

次回Resultです。

こりんの基礎医学研究日記

【文献紹介】アデノウイルスベクター筋注を用いた低ホスファターゼ症の治療～その1～

Treatment of hypophosphatasia by muscle-directed expression of bone-targeted alkaline phosphatase via self-complementary AAV8 vector

Abstract

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