A Pig Model of In Utero Transplantation of Hematopoietic Stem Cells for SCID

• Project/Area Number: 17K09960
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Hematology
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: HANAZONO Yutaka 自治医科大学, 医学部, 教授 (70251246)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: X-SCID / 造血幹細胞移植 / ピッグモデル / ピッグ / 造血幹細胞 / SCID / 無菌飼育 / 大型動物モデル / 免疫不全

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have successfully achieved rearing of X-SCID pigs for 6 months and performed autologous transplantation of hematopoietic stem cells derived from four X-SCID pigs. In this setting, hematopoietic stem cells were prepared from X-SCID pigs, modified to express the normal IL2RG gene, and autologously transplanted into the pigs. As a result, we have established standard procedures for harvest of pig bone marrow cells, enrichment of hematopoietic stem cells, culture and transplantation of the cells, prevention of infection, etc.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

X-SCIDピッグが造血幹細胞移植治療の前臨床試験のモデルとして活用できることを示した。X-SCIDピッグは、造血幹細胞移植治療ばかりでなく、造血幹細胞の遺伝子治療やゲノム編集治療のモデルとしても有用である。さらに、本研究でX-SCIDピッグの６ヶ月にわたる飼育が可能になったことから、本成果はX-SCIDピッグの普及を進める礎となる。今後、X-SCIDピッグは、細胞・遺伝子治療のレシピエント動物として、また、人のがんを植え付けて抗がん剤の有効性・安全性評価など、広い用途での利用が想定され、免疫不全マウスでは得られない貴重な知見が得られると期待される。

Research Products

• [Journal Article] Production and rearing of germ-free X-SCID pigs (2018)
  • Author(s): HARA Hiromasa、SHIBATA Hiroaki、NAKANO Kazuaki、ABE Tomoyuki、UOSAKI Hideki、OHNUKI Takahiro、HISHIKAWA Shuji、KUNITA Satoshi、WATANABE Masahito、NUREKI Osamu、NAGASHIMA Hiroshi、HANAZONO Yutaka
  • Journal Title: Experimental Animals Volume: 67 Issue: 2 Pages: 139-146
  • DOI: 10.1538/expanim.17-0095
  • NAID: 130006733614
  • ISSN: 0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Modeling lethal X-linked genetic disorders in pigs with ensured fertility (2018)
  • Author(s): Matsunari Hitomi、Watanabe Masahito、Nakano Kazuaki、Enosawa Shin、Umeyama Kazuhiro、Uchikura Ayuko、Yashima Sayaka、Fukuda Toru、Klymiuk Nikolai、Kurome Mayuko、Kessler Barbara、Wuensch Annegret、Zakhartchenko Valeri、Wolf Eckhard、Hanazono Yutaka、Nagaya Masaki、Umezawa Akihiro、Nakauchi Hiromitsu、Nagashima Hiroshi
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 115 Issue: 4 Pages: 708-713
  • DOI: 10.1073/pnas.1715940115
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] SCIDピッグの長期飼育：再生医療・細胞治療評価系の確立をめざして (2019)
  • Author(s): 原弘真、伊藤拓哉、菱川修司、中野和明、阿部朋行、柴田宏昭、魚崎英毅、渡邊將人、國田智、長嶋比呂志、花園豊
  • Organizer: 第46回日本臓器保存生物医学会学術集会
• [Presentation] ピッグ同種輸血の試み (2019)
  • Author(s): 原弘真、菱川修司、伊藤拓哉、阿部朋行、柴田宏昭、魚崎英毅、國田智、花園豊
  • Organizer: 第46回日本臓器保存生物医学会学術集会
• [Presentation] 汎血球減少ピッグへの同種輸血 (2019)
  • Author(s): 原弘真、菱川修司、伊藤拓哉、阿部朋行、柴田宏昭、魚崎英毅、國田智、花園豊
  • Organizer: 第7回日本先進医工学ブタ研究会
• [Presentation] ブタの無菌的娩出・飼育技術の確立とSCIDブタ飼育の試み (2017)
  • Author(s): 原弘真、柴田宏昭、中野和明、阿部朋行、魚崎英毅、大貫貴広、スブド・ビャンバー、ナーウィン・ジャントラー、菱川修司、國田智、長嶋比呂志、濡木理、花園豊
  • Organizer: 日本実験動物学会
• [Presentation] 無菌環境下におけるSCIDブタ長期飼育の試み (2017)
  • Author(s): 原弘真、柴田宏昭、中野和明、阿部朋行、魚崎英毅、 大貫貴広、菱川修司、國田智、渡邊將人、濡木理、 長嶋比呂志、花園豊
  • Organizer: 日本先進医工学ブタ研究会