ヒトiPS細胞を用いた炎症性腸疾患における疾患モデリングの確立と病態解明
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19K08453
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53010:Gastroenterology-related
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| Research Institution | Osaka Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
柿本 一城 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (20589816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友田 紀一郎 大阪医科薬科大学, 医学部, 非常勤講師 (50362843)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | iPS細胞 / 炎症性腸疾患 / オートファジー / iPS / 腸管上皮細胞 / 腸上皮細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
誘導性多能性幹細胞(induced pluripotent stem cells: iPS細胞)は、再生医療のみならず、疾患の病態解明や創薬研究の基盤技術として期待されている。本研究では、未だ根本的治療法のない原因不明の難病である炎症性腸疾患(Inflammatory Bowel Disease: IBD)における新たな研究基盤となるべく、ヒトiPS細胞を用いてIBD疾患モデリングを確立する。具体的には、健常人およびIBD患者由来iPS細胞から腸管組織へ分化誘導し、in vitroでの腸管炎症モデルを作製した上で、病態解明や新規治療標的の探索を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
まずヒトiPS細胞から腸管上皮細胞へ分化誘導し、創薬研究などに用いる十分な腸管上皮細胞(human iPS derived intestinal epithelial cells: hiPS-IECs)を作製できるか検討した。健常人の血液を採取し、血球細胞からヒトiPS細胞を作製した。このヒトiPS細胞からサイトカインとシグナル伝達経路阻害薬を用いて胚体内胚葉への分化を誘導し、三次元培養法にてhiPS-IECsを誘導した。この際、既報の誘導法を一部改良し、分化誘導の効率化を図った。PCR法および免疫染色法にて腸管上皮細胞マーカーの発現を解析したところ、hiPS-IECsは小腸の腸管上皮細胞マーカーを発現していた。また免疫組織染色にてhiPS-IECsの細胞表面にはE-cadherin、β-catenin、claudin4といった細胞接着分子が発現していた。さらにhiPS-IECsにはToll-like receptor4、5および炎症性サイトカインレセプター遺伝子(IL1R1、IL6R、TNFRSF1A、TNFRSF1B)が発現しており、同受容体の刺激にてPCR法で炎症性サイトカイン遺伝子発現の上昇を認めた。次にヒトiPS細胞を用いたIBD疾患モデリングとして、CRISPRiを用いhiPS-IECsにてIBD関連遺伝子であるオートファジー関連遺伝子ATG16L1を抑制した。ATPおよびLPS刺激にてIL-1β、IL-8の発現が著明に上昇しており、オートファジー抑制によるインフラマソーム経路の活性化が示唆された。
本研究ではヒトiPS細胞から腸管上皮細胞へ分化誘導法を確立し、さらに炎症性腸疾患モデルを作製した。従来のマウス等の動物を用いた腸炎モデルと異なり、ヒトの組織に由来する腸管炎症のモデルを用いることで、今後、創薬研究や病態メカニズムの解明に繋がることが期待される。
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Report
(5 results)
Research Products
(3 results)
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[Presentation] Examination of autophagy using human induced pluripotent stem cells derived epithelium-like cells2021
Author(s)
Kazuki Kakimoto, Yoshihiro Tatsumi, Yuka Kawasaki, Yasuyoshi Tanaka, Hideki Tawa, Ryouji Koshiba, Yutaka Naka, Yuki Hirata, Takako Miyazaki, Toshihisa Takeuchi, Shiro Nakamura, Kazuhide Higuchi
Organizer
Digestive Disease Week 2021 (国際学会）
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