ALSゲノム編集治療開発に向けた遺伝子改変マウスモデルを開発 ―ヒトSOD1遺伝子バリアントを単一コピーで導入した前臨床研究プラットフォーム―

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2026-08-20 京都大学iPS細胞研究所

家族性ALSの主要原因の一つであるSOD1遺伝子変異を対象に、京都大学iPS細胞研究所(CiRA)の研究グループが、ヒトSOD1遺伝子変異を単一コピーで持つ遺伝子改変マウスを開発した。CRISPR/Cas9を用いて、マウスRosa26遺伝子座にプロモーター、全エキソン・イントロンを含むヒトSOD1ゲノム配列を挿入し、L126SおよびG93S変異を持つ2種類のモデルを作製。脊髄運動ニューロンで変異型SOD1の発現・蓄積を確認した一方、観察期間内では従来の多コピーALSモデルにみられる明確な運動障害や運動ニューロン脱落は認められなかった。患者に近い遺伝子コピー数を持つため、SOD1変異の修復を狙う塩基編集・プライム編集などのゲノム編集治療の効率・安全性を評価する前臨床研究基盤として期待される。

ALSゲノム編集治療開発に向けた遺伝子改変マウスモデルを開発 ―ヒトSOD1遺伝子バリアントを単一コピーで導入した前臨床研究プラットフォーム―
(図1)ヒトSOD1遺伝子バリアントを有する遺伝子改変マウスの作製方法(模式図)

<関連情報>

筋萎縮性側索硬化症に対するゲノム編集療法の開発プラットフォームとして、Rosa26遺伝子座に変異型ヒトSOD1ノックインマウス系統を作製する Generation of mutant human SOD1 knock-in mouse lines at the Rosa26 locus as a platform for developing genome-editing therapies for amyotrophic lateral sclerosis

Taro OKUNOMIYA, Tomoki SAKASAI, Kayoko TSUKITA, Rina SHIMIZU, Aya OKUSA, Masahiro ADACHI, Saki TOMITA, Akito TANAKA, Takayuki KONDO, Keiko IMAMURA, Haruhisa INOUE
Experimental Animals  Published:August 08, 2026
DOI:https://doi.org/10.1538/expanim.26-0040

Abstract

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive neurodegenerative disease characterized by the degeneration of upper and lower motor neurons, resulting in progressive paralysis and death within a few years of symptom onset. Although current treatments modestly slow the disease progression, effective disease-modifying and curative therapies remain an urgent unmet need. SOD1 mutations are one of the major genetic causes of familial ALS. The p.Leu127Ser (L126S) and p.Gly94Ser (G93S) variants are clinically relevant pathogenic variants for which appropriate animal models are needed for preclinical evaluation of gene-editing therapies. However, most existing SOD1 models rely on high copy overexpression of mutant SOD1. Therefore, animal models carrying a single copy mutant human SOD1 allele are required for evaluating the in vivo efficacy of genome editing therapies. Here, we used CRISPR/Cas9-mediated homology-directed repair to generate a knock-in mouse line at the Gt(ROSA)26Sor (Rosa26) locus carrying a single-copy, 11-kb human SOD1 genomic fragment, including all exons and introns, with the L126S mutation. The Rosa26-hSOD1L126S mice did not develop ALS-like phenotypes during the limited observation period. However, they faithfully retained a single-copy mutant human SOD1 genomic allele, providing a valuable preclinical platform for evaluating genome-editing therapies. We also generated Rosa26-hSOD1G93S mice carrying the SOD1 G93S mutation with comparable efficiency. Together, these mutant human SOD1 knock-in mouse lines provide a versatile and clinically relevant platform for the preclinical evaluation of genome-editing therapies targeting heterozygous SOD1 mutations.

細胞遺伝子工学
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