嚢胞性線維症(CF)のモデリング

免疫蛍光分析

 

嚢胞性線維症(CF)は、肺を含む多くの臓器に影響を及ぼす遺伝疾患です。 CFは嚢胞性線維症関連タンパク質(CFTR)の変異によって引き起こされ、肺上皮を通過する塩化物輸送の破壊を引き起こします。 塩化物輸送が十分に行われないことにより、灰粘液のが肥厚し気道が閉塞されることにより呼吸困難、肺炎症、慢性感染、最終的には瘢痕(はんこん)形成および線維症を引き起こします。欧州では、2000人に1人の出生割合でCFが認められ、現在のところ唯一の効果的な治療法は肺移植に限られています。CF患者の平均出生率(全世界)はわずか33年で、世界で最も一般的かつ重大な生命を脅かす遺伝病となっております。

1. (A) CFTRが正常に機能しているとき、塩化物はその電気化学的な勾配により細胞外に移動することができる。 水はこの浸透勾配に従い肺の気道に移動し、粘液における水層が生成される。(B) 嚢胞性線維症の場合CFTRは機能しなくなり、結果的に塩化物は気道上皮の細胞内に閉じ込められる。気道内面への水の移動が減少する結果、軌道に沿った粘液が肥厚した。厚みを増した粘液は気道を閉塞し、炎症を引き起こす最近の増殖や、呼吸困難および繊維症を発症させる。

 

CFTRにおけるdelta-F508変異を有する患者の前腸幹細胞がin-vitroにて疾患が再現できます

MQAEを使用し、デルタ-f-508細胞における塩化物の流入および流出を非疾患(野生)型と比較しました。

2. 温度依存型CFTRは赤色で示した37℃のみに表現型を示し、青色で示した26℃では示さなかった(緑色は非CF疾患モデル)

CFTR表現型を反転させる低分子の有効性を予測するプラットフォームとしての提案。

3. 未処理のデルタf-508肺上皮は塩化物(青色系)を輸送することができなかったが、VX809(緑色系)で処理した細胞は、野生型細胞(赤色系)と同レベルの塩化物を効果的に輸送することができた。

ヒトCFTRに対する抗体を用いた免疫細胞化学。非疾患モデル(野生型)細胞は、細胞表面上に高いレベルのCFTRを示し、デルタ-f-508細胞は、表現型をさらに強調する細胞表面上の明らかなCFTR欠損を有することがわかります。

4. VX809での処理後、delta-f-508細胞は、野生型細胞で観察されたものと同様の表面上のCFTRレベルを発現した。