New approach in mechanisms of Tetralogy of Fallot with human iPS cells.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K10222
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: 鈴木 孝明 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (10196834)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千本松 孝明 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (70216563)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ファロー四徴症 / iPS細胞 / 胸腺

Outline of Annual Research Achievements

小児心臓外科手術の際、十分な術野確保の為一部の胸腺組織が切離剥離されて除去される。そこでファロー四徴症（TOF）患者手術の際、切離剥離された一部の胸腺組織より患者胸腺由来初代線維芽細胞をexplant法を用いて分別培養し、それを用いてヒトiPS細胞誘導法を確立する。Non-integration methodを用いた（エピソーマルベクターに組み込まれた山中因子を電気穿通法を用いて導入する）高効率な誘導法の確立後、誘導されたiPS細胞の品質評価を行い、更にそのiPS細胞より中胚葉誘導として心筋細胞群を誘導し、それらの評価よりTOF発症メカニズムの解析することがこのプロジェクトの目的である。
その結果　間葉系線維芽細胞であってもその元となる組織によりiPS細胞誘導性はかなりの変動を示すが、胸腺線維芽細胞からのヒトiPS細胞誘導法は確立され、十分量のヒトiPS細胞コロニーは取得された。具体的には1x106の線維芽細胞から100から数百のヒトiPS細胞コロニーが誘導された。またその細胞を用いた心筋細胞群誘導も成功し、beating、トロポニンやGATA4, βMHC等の心筋特異的マーカーの有意な上昇も確認されたが、TOF患者特異的な発現パターン等は認められなかった。そこでTOF患者のゲノムの評価として、RNA-seqによるwhole genome evaluationを行い点突然変異の評価、そしてdigital PCRを用いた遺伝子コピー変異の評価、epigenomeの評価としてDNA-methylation arraysによるメチル化の評価、そしてDNA損傷評価としてγH2AXの発現量を指標にして誘導されたTOF patient-derived iPS細胞の品質の評価を施行中であるが、現在まで大きな差異には至っておらず、研究を継続していく予定である。