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Establishment of method to induce differentiation of human pluripotent stem cells into stria vascularis marginal cells in inner ear

Research Project

Project/Area Number 19K24038
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Saegusa Chika  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 共同研究員 (00280800)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords内耳 / 血管条 / 辺縁細胞 / iPS細胞 / 難聴 / 上皮細胞 / タイトジャンクション / カリウムチャネル / ヒトiPS細胞 / バリア機能 / イオン輸送 / 分化誘導 / 内耳血管条 / Kチャネル / 多能性幹細胞 / 3Dオルガノイド / 2D細胞シート / 血管条辺縁細胞 / 内耳蝸牛 / ヒト多能性幹細胞
Outline of Research at the Start

内耳蝸牛血管条は蝸牛におけるイオン環境の恒常性維持に必須の組織であり、血管条の機能不全は難聴を惹起すると考えられている。しかしながら、ヒト血管条の組織や細胞を用いた解析が容易ではないことから、難聴発症の分子機構は未だ不明な点が多い。近年多くの臓器で報告されている「ヒト多能性幹細胞由来分化細胞を用いた病態解析系」は、難聴においても、その発症機構の解明および治療薬の探索に多大な成果をもたらすと考えられるが、多能性幹細胞から血管条細胞を分化誘導する系は未だ報告がない。そこで本研究においてはヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)から血管条辺縁細胞を分化誘導する系の確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Marginal cells in stria vascularis of inner ear play indispensable roles in maintaining homeostasis in cochlea. We have established the method to induce the differentiation of human pluripotent stem cells (hiPSCs) into marginal cell-like cells (iMC). Differentiation of iMCs from hiPSCs are induced by three-dimensional (3D)-stepwise method. This is the first report of the successful method to induce the differentiation of hiPSCs into iMCs. iMCs are useful for the analysis of the mechanisms of hearing loss and drug screening, and will contribute to develop novel therapies for hearing loss.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究においては内耳蝸牛内ホメオスタシス維持に重要である血管条辺縁細胞をヒトiPS細胞から分化誘導する系を構築した。新規内耳細胞様細胞分化誘導系として特許を申請している。induced marginal cells(iMC)は内在辺縁細胞と同様にタイトジャンクションタンパク質やチャネルタンパク質を発現していることから、ヒト難聴の病態解析や難聴に対する治療薬・保護薬の探索に応用可能であり、iMCを用いることで今後難聴研究が大きく進むと期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Critical roles of FGF, RA, and WNT signaling in the development of human otic placode and subsequent lineages in a dish2022

    • Author(s)
      Saeki, T., Yoshimatsu, S., Ishikawa, M., Shin, JW., Hon, C-C., Shibata, S., Hosoya, M., Saegusa, C., Ogawa, K., Fujioka, M., Okano, H.
    • Journal Title

      Regen Ther

      Volume: 20 Pages: 165-186

    • DOI

      10.1016/j.reth.2022.04.008

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deficiency of large tumor suppressor kinase 1 causes congenital hearing loss associated with cochlear abnormalities in mice2021

    • Author(s)
      Nishiyama Takanori、Fujioka Masato、Saegusa Chika、Oishi Naoki、Harada Tatsuhiko、Hosoya Makoto、Saya Hideyuki、Ogawa Kaoru
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 534 Pages: 921-926

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.10.073

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low-dose rapamycin-induced autophagy in cochlear outer sulcus cells.2020

    • Author(s)
      Saegusa C, Hosoya M, Nishiyama T, Saeki T, Fujimoto C, Okano H, Fujioka M, Ogawa K.
    • Journal Title

      Laryngoscope Investig Otolaryngol.

      Volume: 5 Issue: 3 Pages: 520-528

    • DOI

      10.1002/lio2.392

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of a human iPS cell line (CGMH.SLC26A4919-2) from a Pendred syndrome patient carrying SLC26A4 c.919-2A>G splice-site mutation.2019

    • Author(s)
      Cheng YF, Chan YH, Hu CJ, Lu YC, Saeki T, Hosoya M, Saegusa C, Fujioka M, Okano H, Weng SM, Hsu CJ, Chang KH, Wu CC.
    • Journal Title

      Stem Cell Res.

      Volume: 40 Pages: 101524-101524

    • DOI

      10.1016/j.scr.2019.101524

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 感覚上皮と内リンパ嚢の免疫学的クロストーク:T細胞依存性感覚上皮特異的自己免疫性難聴トランスジェニックマウスが示すこと2021

    • Author(s)
      藤岡正人、水足邦雄、三枝智香、神崎晶
    • Organizer
      第1回日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー感染症学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト多能性幹細胞からの血管条辺縁細胞分化誘導系の検討2021

    • Author(s)
      三枝智香、細谷誠、藤岡正人、小澤宏之
    • Organizer
      第31回日本耳科学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 当院の難聴遺伝外来における基礎・臨床一体型研究2021

    • Author(s)
      藤岡 正人、山野邉義晴、吉浜圭祐、細谷誠、三枝智香、小澤宏之、小崎健次郎、松永達雄
    • Organizer
      第66回日本人類遺伝学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Induced marginal cells of inner ear from human iPS cells as the disease models for hearing loss2021

    • Author(s)
      Chika Saegusa, Hiroyuki Ozawa, Hideyuki Okano, Masato Fujioka
    • Organizer
      ISSCR Tokyo
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 網羅的遺伝子発現解析による新規自己免疫性難聴モデルマウスの分子生物学的検討2020

    • Author(s)
      三枝智香、藤岡正人、細谷誠、神崎晶、小川郁
    • Organizer
      第30回日本耳科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト多能性幹細胞からの血管条辺縁細胞分化誘導系の確立2019

    • Author(s)
      三枝智香 細谷誠 藤岡正人 佐伯翼 小川郁
    • Organizer
      第29回 日本耳科学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 内耳血管条辺縁細胞の製造方法、薬剤の評価方法、及び薬剤評価用細胞培養物2021

    • Inventor(s)
      三枝智香、藤岡正人、岡野栄之
    • Industrial Property Rights Holder
      三枝智香、藤岡正人、岡野栄之
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-144125
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 内耳有毛細胞の製造方法、薬剤の評価方法、及び細胞分化誘導用組成物2021

    • Inventor(s)
      佐伯翼、藤岡正人、三枝智香、細谷誠、岡野栄之他
    • Industrial Property Rights Holder
      佐伯翼、藤岡正人、三枝智香、細谷誠、岡野栄之他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 内耳前駆細胞の製造方法、内耳有毛細胞の製造方法、 薬剤の評価方法、及び内耳細胞分化誘導用組成物2021

    • Inventor(s)
      佐伯翼、藤岡正人、三枝智香、細谷誠、岡野栄之他
    • Industrial Property Rights Holder
      佐伯翼、藤岡正人、三枝智香、細谷誠、岡野栄之他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2019-09-03   Modified: 2023-01-30  

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