2016 Fiscal Year Research-status Report
非古典的Wntシグナルを介した肝幹・前駆細胞の分化調節機構の解明
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15K08989
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
東 正新 (陳正新) 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (10376783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柿沼 晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座講師 (30372444)
朝比奈 靖浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00422692)
渡辺 守 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (10175127)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / 発生・分化 / 再生医学 / 肝疾患治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らのグループは本研究において、(1)非古典的経路Wntシグナルを中心として、細胞表面抗原によって高度に濃縮した肝幹・前駆細胞画分を用いて、その分化・増殖に関わる新たな分子機構を解析する。(2)この結果に基づき、PiggyBac Transposon法を用いてヒトiPS細胞に薬剤誘導性遺伝子カセットを導入し、Wntシグナルを調節しうる細胞株を作成し、その分化・増殖機構を解明し、 (3) 有用な下流分子を同定した後に、低分子化合物ライブラリを用いて下流分子の活性化を調節しうる化合物を探索する研究を行い、今年度の成果として下記を得た。
(1)非古典的経路Wntリガンドとの関連シグナルとして、Bone Morphogenetic Protein (BMP)-4関連シグナルに着目し、BMP-4は肝幹・前駆細胞の増殖を抑制的に制御し、肝細胞分化を促進的に制御すること、また、このシグナルはWnt5aシグナルと相加的に作用し、協調して肝幹・前駆細胞の増殖を抑制し、胆管細胞への分化を抑制的に制御することを示し、原著論文として報告した（Hepatol Res, 2016）。同様に他の関連シグナルに関しても研究を進行中である。
(2)PiggyBac Transposon法を用いてヒトiPS細胞にシグナルを調節しうる細胞株を作成・解析する研究としては、同手法によりNTCPを誘導性に強制発現しうるiPS細胞株を作成し、肝幹・前駆細胞としての分化レベルでも安定的にHBVが感染可能で、宿主細胞の自然免疫応答が維持された細胞が成立しうることを示し、原著論文として報告した（Sci Rep, 2016）。同様に、他のWnt関連シグナルを調節した細胞株を数種類樹立し、その結果を現在解析中である。
(3)有用な下流分子の活性化を調節しうる化合物を探索する研究に関しても着手し、現在スクリーニングを進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画した通り、(1)非古典的経路Wntリガンドを介するシグナルを中心として、細胞表面抗原によって高度に濃縮した肝幹細胞画分を用いて、その分化・増殖に関わる新たな分子機構を解析する研究では、昨年度の成果として報告した研究に加えて、今年度はさらに異なる分子であるBMP-4の肝幹・前駆細胞における機能を解明した。本知見は、BMP-4の肝幹・前駆細胞の増殖における機能を直接的に証明し、かつ、Wnt5aシグナルとも協調的な相互作用を持つことを、それぞれ世界で初めて報告した点で意義のある研究となった。このように、本項目では、当初の計画通りに順調に進行しており、今後の進展もさらに期待できるといえる。
(2)PiggyBac Transposon法を用いてヒトiPS細胞に薬剤誘導性遺伝子カセットを導入し、シグナルを調節しうる細胞株を作成し解析する研究についても、前記のように、新たな強制発現細胞株の樹立によって、B型肝炎ウイルス研究にも応用が可能な細胞が樹立できたことを、原著論文として報告した。その他の分子を用いた研究でも同様の戦略で新たな細胞株を樹立しつつ、新規の分子機能を明らかにしつつあり、本項目でも、当初の計画通りに順調に進行しており、今後の進展もさらに期待できるといえる。
(3) 有用な下流分子を同定した後に、低分子化合物ライブラリを用いて下流分子の活性化を調節しうる化合物を探索する研究については、今年度に着手を開始したところであるが、当初の計画通りのスクリーニングの進捗がみられており、次年度はさらに研究計画を発展させることが可能であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前記の(1)及び(2)に関しては、平成28年度までの結果を継続して、さらに発展させて進行せしめる。
特に(2)に関しては既に有望な分子の強制発現株、あるいは肝線維化の病態とも関連がある分子のknock out株の樹立にも既に成功しており、その形質と機能を解析することで、新たな知見が得られることが予測できており、現在の計画をさらに発展させ、進行する予定である。
(3)についても、既に平成28年度に計画を着手しており、当初の計画を進行させる。当該施設が有する生物活性が未知で構造的多様性をもつケミカルライブラリーを対象としてスクリーニングを行い、抽出された候補化合物については、構造活性相関解析を行い、類縁化合物での反応を確認することで、活性に重要な化学構造を明らかとする。同定した化合物を用いて、ゲノム修飾をしていないヒトiPS細胞を用いて、標的シグナル関連分子の調節により、肝幹・前駆細胞への誘導効率と分化の様態に変化がおきるか否かを検証することを計画している。
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| Causes of Carryover |
消耗品として購入を検討していた試薬、消耗品等が、計画当初よりも廉価で購入可能であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後の検討・解析の内容をさらに発展させるため、検討するサンプル、実験の数と種類を増やして今後の解析を遂行してゆくため、試薬を増量して購入してゆく予定である。
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[Journal Article] Bone morphogenetic protein-4 modulates proliferation and terminal differentiation of fetal hepatic stem/progenitor cells.2017
Author(s)
Goto F, Kakinuma S, Miyoshi M, Tsunoda T, Kaneko S, Sato A, Asano Y, Otani S, Azuma S, Nagata H, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Nakagawa M, Asahina Y, Watanabe M.
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Journal Title
Hepatol Res
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Human induced pluripotent stem cell-derived hepatic cell lines as a new model for host interaction with hepatitis B virus.2016
Author(s)
Kaneko S, Kakinuma S, Asahina Y, Kamiya A, Miyoshi M, Tsunoda T, Nitta S, Asano Y, Nagata H, Otani S, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Nakauchi H, Nishitsuji H, Ujino S, Shimotohno K, Iwamoto M, Watashi K, Wakita T, Watanabe M.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 29358
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Comprehensive analyses of mutations and hepatitis B virus integration in hepatocellular carcinoma with clinicopathological features.2016
Author(s)
Kawai-Kitahata F, Asahina Y, Tanaka S, Kakinuma S, Murakawa M, Nitta S, Watanabe T, Otani S, Taniguchi M, Goto F, Nagata H, Kaneko S, Tasaka-Fujita M, Nishimura-Sakurai Y, Azuma S, Itsui Y, Nakagawa M, Tanabe M, Takano S, Fukasawa M, Sakamoto M, Maekawa S, Enomoto N, Watanabe M.
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Journal Title
J Gastroenterol
Volume: 51
Pages: 473-486
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Serial measurement of Wisteria floribunda agglutinin positive Mac-2-binding protein is useful for predicting liver fibrosis and the development of hepatocellular carcinoma in chronic hepatitis C patients treated with IFN-based and IFN-free therapy.2016
Author(s)
Nagata H, Nakagawa M, Nishimura-Sakurai Y, Asano Y, Tsunoda T, Miyoshi M, Kaneko S, Goto F, Otani S, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Azuma S, Kakinuma S, Tojo N, Tohda S, Asahina Y, Watanabe M.
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Journal Title
Hepatol Int
Volume: 10
Pages: 956-964
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] A new model for studying interaction between hepatitis B virus and host cells derived from human induced pluripotent stem cells.2016
Author(s)
Kaneko S, Kakinuma S, Asahina Y, Kamiya A, Nitta S, Tsunoda T, Miyoshi M, Asano Y, Nagata H , Goto F, Otani S, Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Watanabe M.
Organizer
EASL, The International Liver Congress 2016
Place of Presentation
Barcelona（Spain）
Year and Date
2016-04-14 – 2016-04-14
Int'l Joint Research
