ヒトiPS細胞と小型霊長類コモンマーモセットを用いた蝸牛有毛細胞再生の前臨床検討

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04991
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 藤岡 正人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (70398626)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 郁 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00169179) ; 水足 邦雄 独立行政法人国立病院機構(東京医療センター臨床研究センター), その他部局等, 医師 (40338140) ; 原田 竜彦 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60238186) ; 岡野 ジェイムス洋尚 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90338020)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 再生医療 / 内耳再生 / ヒトiPS細胞 / iPS創薬スクリーニング / マーモセット / 霊長類モデル / 橋渡し研究

Outline of Annual Research Achievements

自発的再生能を持たないと言われてきた末梢聴覚器の蝸牛感覚上皮において、我々は薬剤による有毛細胞再生と聴力改善を世界に先駆けて報告してきた（Neuron2013）。この”内耳再生医療”の臨床応用に向け、我々は並行して①ヒト人工多能性幹細胞(hiPS細胞)を用いた人工感覚上皮の試験管内での構築と②小型霊長類コモンマーモセットによる包括的かつ横断的な霊長類難聴モデルを樹立してきた。この①②を駆使して、蝸牛有毛細胞分化誘導剤の誘導体の薬剤スクリーニングと、霊長類での内耳再生医療の効果を検討することが本研究の目的である。本年度の実績を以下に記す：
１）本年度の研究から、前述のNeuron誌に掲載された作用機序での有毛細胞分化誘導剤として計３化合物を選択した。これらは安全性などの面からも臨床試験への橋渡しが可能な、いわゆる"drugable"な薬剤である。この研究は平成２８年度も引き続き行う。
２）小型霊長類コモンマーモセットによる包括的かつ横断的な霊長類難聴モデルを樹立するステップとして、聴力測定（耳音響反射、全身麻酔下での聴性脳幹反応測定）法、SPF環境でのマーモセット飼育施設に加え、全身麻酔下でのプローブおよびオープンフィールドによる音響外傷モデルの樹立を行い、一過性閾値上昇モデルを作成した。さらに全身麻酔下での耳後切開による正円窓窩への薬剤投与法、外側半規管経由での薬剤投与法、蝸牛基底回転外側壁経由での薬剤投与法について手術手技を確立した。平成２８年度は恒久的閾値上昇モデルの作成から行い、薬剤投与の効果も検討する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マーモセット個体の購入元である日本クレア社からの個体搬入数と搬入ペースが遅れており、実験の進行が遅れている（多くの施設でマーモセットを用いるようになり、その需要に対して供給が追いついていないため）。

Strategy for Future Research Activity

個体搬入の遅れから実験数が制限されているが、コンスタントに結果は出ている。引き続き可能な限りのペースで、まずは音響外傷恒久的閾値上昇モデルの確立から行う。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: ハーバード大学
• [Journal Article] Distinct Expression Patterns Of Causative Genes Responsible For Hereditary Progressive Hearing Loss In Non-Human Primate Cochlea. (2016)
  • Author(s): Hosoya M, Fujioka M, Ogawa K, Okano H
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 26;6 Pages: 22250
  • DOI: 10.1038/srep22250.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sustained Effect of Hyaluronic Acid in Subcutaneous Administration to the Cochlear Spiral Ganglion. (2016)
  • Author(s): Inagaki Y, Fujioka M, Kanzaki S, Watanabe K, Oishi N, Itakura G, Yasuda A, Shibata S, Nakamura M, Okano HJ, Okano H, Ogawa K.
  • Journal Title: Plos One Volume: 21;11 Pages: e0153957
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0153957.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Overlapping expression of anion exchangers in the cochlea of a non-human primate suggests functional compensation. (2016)
  • Author(s): Hosoya M, Fujioka M, Kobayashi R, Okano H, Ogawa K.
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: S0168-0102(16) Pages: 300006
  • DOI: 20.1016/j.neures.2016.04.002
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ERK2 mediates inner hair cell survival and decreases susceptibility to noise-induced hearing loss (2015)
  • Author(s): Kurioka T, Matsunobu T, Satoh Y, Niwa K, Endo S, Fujioka M, Shiotani A.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 18;5 Pages: 16839
  • DOI: 10.1038/srep16839.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Cochlear disease modeling and drug discovery by using human iPSC-based technologies (2016)
  • Author(s): Masato Fujioka
  • Organizer: 16th Japan-Korea Joint Meeting of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery
  • Place of Presentation: ハイアットリージェンシー東京（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2016-03-29
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Translating back and forth in between benchside and bedside by hiPS based-technology and a primate model (invited speaker) (2015)
  • Author(s): Masato Fujioka
  • Organizer: The 13rd. Japan-Taiwan Conference on Otolaryngology-Head and Neck Surgery,
  • Place of Presentation: 一橋大学一橋講堂（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-12-02 – 2015-12-04
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Expression pattern of Wolframin, the Wolfram syndrome 1 gene (WFS1) product, in Common Marmoset (Callithrix jacchus) inner ear. (2015)
  • Author(s): Noriomi Suzuki, Masato Fujioka, Makoto Hosoya, Kaoru Ogawa
  • Organizer: The 13rd. Japan-Taiwan Conference on Otolaryngology-Head and Neck Surgery,
  • Place of Presentation: 一橋大学一橋講堂（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-12-02 – 2015-12-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] コモンマーモセット蝸牛におけるSLC26AおよびSLC4Aファミリー陰イオン交換輸送体の発現パターンの検討 (2015)
  • Author(s): 細谷誠 藤岡正人 小川郁
  • Organizer: 第60回日本聴覚医学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-10-21 – 2015-10-23
• [Presentation] 9.4T MRIを用いたヒト固定側頭骨の高解像度描出のこころみ（第２報） (2015)
  • Author(s): 藤岡正人 大石 直樹・栗原 渉・神崎 晶・小島 博己・小川 郁
  • Organizer: 第60回日本聴覚医学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-10-21 – 2015-10-23
• [Presentation] コモンマーモセット蝸牛におけるCRYM遺伝子、CONNEXIN31遺伝子およびCOCH遺伝子の発現パターンの検討 (2015)
  • Author(s): 細谷 誠、藤岡 正人、小川 郁
  • Organizer: 日本耳科学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [Presentation] 再生医学的アプローチと幹細胞医学による内耳性難聴の研究 (2015)
  • Author(s): 藤岡 正人
  • Organizer: 日本耳科学会学術講演会・聴覚生理研究会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-10
  • Invited
• [Presentation] Inflammatory and immune responses in the cochlea: perspective of basic research toward clinics (2015)
  • Author(s): Masato Fujioka
  • Organizer: Inner Ear Biology Workshop - IEB2015
  • Place of Presentation: Roma, Italy
  • Year and Date: 2015-09-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] COMMON MARMOSET&;(CALLITHRIX JACCHUS): A USEFUL NON-HUMAN PRIMATE MODEL FOR HEARING AND AUDIOLOGY RESEARCH (2015)
  • Author(s): Noriomi Suzuki, Masato Fujioka, Makoto Hosoya, Kaoru Ogawa
  • Organizer: Inner Ear Biology Workshop - IEB2015
  • Place of Presentation: Roma, Italy
  • Year and Date: 2015-09-12 – 2015-09-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Expression pattern of GRHL2, an age-related hearing impairment gene, in Common Marmoset (Callithrix jacchus) inner ear (2015)
  • Author(s): Makoto Hosoya, Noriomi Suzuki, Masato Fujioka, Kaoru Ogawa
  • Organizer: Inner Ear Biology Workshop - IEB2015
  • Place of Presentation: Roma, Italy
  • Year and Date: 2015-09-12 – 2015-09-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MYO15A新規遺伝子変異症例からの疾患特異的iPS細胞の樹立と解析 (2015)
  • Author(s): 藤岡正人、細谷 誠・松永 達雄・小川 郁・岡野 栄之
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] ヒトES/iPS細胞をソースとした高純度内耳有毛細胞誘導系と人工蝸牛感覚上皮シート作成のこころみ (2015)
  • Author(s): 藤岡正人、細谷 誠、小川 郁、岡野 栄之
  • Organizer: 第36回日本炎症・再生医学会
  • Place of Presentation: 虎ノ門ヒルズフォーラム（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-07-21 – 2015-07-22
• [Presentation] PENDRED症候群疾患特異的iPS細胞由来内耳細胞を用いた薬剤スクリーニング (2015)
  • Author(s): 細谷 誠、藤岡 正人、岡本 理志、曽根 岳史、松永 達雄、赤松 和土、小川 郁、岡野 栄之
  • Organizer: 第36回日本炎症・再生医学会
  • Place of Presentation: 虎ノ門ヒルズフォーラム（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-07-21 – 2015-07-22
• [Presentation] PENDRED症候群疾患特異的iPS細胞由来内耳細胞を用いた薬剤スクリーニング (2015)
  • Author(s): 細谷誠、藤岡正人、松永達雄、小川郁
  • Organizer: 第116回日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 国際フォーラム（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-20 – 2015-05-23