利用致心律失常性右室心肌病病人誘導式多能性幹細胞進行代謝體與基因體學研究

致心律失常性右室心肌病（ARVC）特徵是心肌細胞間連接蛋白失常伴隨胞內脂肪堆積，導致心臟纖維化與心臟衰竭。其遺傳基因的發現與訊息傳遞異常的理解提高對此疾病發生的了解，但是對其代謝途徑如何異常仍大部分未知，臨床也缺乏任何治療或減緩此疾病進展的方式。誘導式多能性幹細胞（iPSC）技術提供了一個疾病建模和基於自體細胞的治療的場景。CRISPR / Cas9基因組編輯技術的出現加快了人類基因組改變的可能性以及在患者衍生的誘導式多能性幹細胞中使用基因矯正。代謝體學(metabolomics)為後基因體世代之新興領域，從事生物系統中所有低分子量代謝物的全面性辨識，可提供宏觀資訊，如生化反應途徑、代謝網絡及其交互作用，且可呈現出正常生理與趨病變間是否有變異。在這個計畫，我們假設ARVC心肌細胞脂肪堆積是由於不正常的葡萄糖轉換成脂肪酸與粒線體無法正常代謝脂肪酸。我們將建立ARVC病患者產生的誘導式多能性幹細胞並且往心肌細胞分化，使用飛行時間-質譜（TOF-MS）進行代謝體學研究，以碳標定葡萄糖研究心肌細胞代謝途徑、使用海馬機評估粒線體功能，並且以微陣列方式定量基因表現。最後，我們將設計一個CRISPR / Cas9，針對ARVC。我們將證明單鏈寡脫氧核苷酸與CRISPR / Cas9的組合能夠矯正患者特異性誘導式多能性幹細胞中的基因靶突變，並因此能夠矯正ARVC表型。我們期望代謝體學與基因體學工具有助釐清致ARVC致病機轉，並將促進診斷，預防和治療新方法。招募受試者：預計使用已通過人體試驗委員審查(103-2957A3: 建立心律不整病人的誘導式多能性幹細胞株)，並取得病人同意之帶有突變之ARVC與正常人的周邊血單核細胞建立之誘導式多能性幹細胞進行實驗。參與試驗人數為致心律失常性右室心肌病兩位病人，對照組兩位病人，總數四位。實驗組: 納入條款: 年齡大於20歲，符合臨床診斷ARVC病人。對照組: 門診病人中召募。 將病人和正常人周邊血單核細胞建立成誘導式多能性幹細胞，加以分化為心肌細胞後，然後代謝體學與基因體學工具研究ARVC患者衍生的誘導式多能性幹細胞心肌細胞的生化途徑、代謝網絡及其交互作用和粒線體功能變化，再以CRISPR / Cas9基因組編輯技術矯正病人誘導式多能性幹細胞之突變，比較基因組編輯前後誘導式多能性幹細胞心肌細胞的代謝體學性質和粒線體功能是否回復。

系統編號:PC10901-0300
原計畫編號:MOST107-2314-B182-073-MY3