iPS細胞を用いた慢性偽性腸閉塞症の疾患モデルの作成と創薬研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K15292
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 辻井 正彦 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (40303937)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡部 健二 大阪大学, 医学部附属病院, 准教授 (50379244) ; 竹原 徹郎 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70335355) ; 林 義人 大阪大学, 医学部附属病院, 特任助教(常勤) (80647123) ; 飯島 英樹 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90444520)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 慢性偽性腸閉塞 / CIPO / iPS細胞 / APOB蛋白

Outline of Annual Research Achievements

慢性偽性腸閉塞症（Chronic Intestinal Pseudo-Obstruction：以下CIPO）は腸管の運動不全で腸閉塞の症状を慢性的に呈する難治性疾患で、症状が顕在化すると消化管内容物の輸送傷害から、反復性の腸閉塞、脂肪便、下痢、体重減少をきたし、ときには進行性の衰弱や栄養失調により死亡する。遺伝性があることから何らかの遺伝子異常の背景のもと発症するものと考えられるが、病態は殆ど不詳で、疾患の進行を阻止することはできない。疾患の原因を追及する基礎的研究は全く行われておらず、CIPOの疾患モデルが存在しないため解析も進んでいない。本研究では、CIPO患者から作成したiPS細胞を用いてCIPOの疾患モデルを作成し、創薬研究を展開することを目的とした。今回の研究の到達目標 1）患者由来腸管様臓器の樹立：患者由来のiPS細胞を作成し、腸管様臓器に分化誘導させる 2）細胞傷害の確認：腸管様臓器を長期培養し、ICCと神経細胞の形態や機能の傷害を調べる 3）病態解明：細胞傷害の分子機序を調べる　4）創薬：長期培養で細胞傷害を軽減させる化合物ライブラリーをスクリーニングする　を挙げているが、患者由来のiPS細胞を調整することが困難であるため、腸管様臓器への分化誘導等の研究に進めていない。一方で、最近、血清ＡＰＯＢ蛋白の発現量が慢性偽性腸閉塞症で特異的に上昇することが欧州の患者を対象とした研究で報告され、血清ＡＰＯＢが慢性偽性腸閉塞症のマーカーとして有用である可能性が示された。現在、大阪大学医学部附属病院消化器内科および関連施設で診療中の慢性偽性腸閉塞症患者を対象として血清ＡＰＯＢ蛋白の濃度を測定し、血清ＡＰＯＢが我が国においても慢性偽性腸閉塞症患者のマーカーとして有用であるか検討する目的で、実験計画書を作成し、各施設のIRBに申請している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

患者末梢血から分離したCD34細胞にプラスミドセット（pCXLE-hOCT3/4-shp53-F, pCXLE-hSK, pCXLE-hUL, pCXWB-EBNA1）をElectroporationにて導入した後、MEFフィーダー細胞を播種したプレートにまき、コロニー形成後マイトマイシンC処理したSNLフィーダー細胞上で培養、その後gelatin-coated dish上で2回継代培養しフィーダー細胞を除去した後、ヒトiPS細胞用培地で14日間培養することにより、iPS細胞を樹立することが必要であるが、充分量の細胞をとることは困難であり、腸管様臓器Gut-like organの分化誘導実験に進むことができていない。また、患者からEmbryonic stem cellを分離培養することや患者献体から組織培養することは極めて困難である。慢性偽性腸閉塞の病態生理、原因分子の同定から、創薬につなげることが本研究の目的であることから、現在、慢性偽性腸閉塞に関わる新たな分子機構の解明を試みている。

Strategy for Future Research Activity

最近、血清ＡＰＯＢ蛋白の発現量が慢性偽性腸閉塞症で特異的に上昇することが欧州の患者を対象とした研究で報告され、血清ＡＰＯＢが慢性偽性腸閉塞症のマーカーとして有用である可能性が示された。そこで、慢性偽性腸閉塞の病態解明、原因分子の同定、創薬につながる標的分子の探索目的に、大阪大学医学部附属病院消化器内科および関連施設で診療中の慢性偽性腸閉塞症患者を対象として血清ＡＰＯＢ蛋白の濃度を測定し、血清ＡＰＯＢの慢性偽性腸閉塞症の病態への関与について検討する。

Causes of Carryover

iPS細胞からの分化誘導、細胞培養の実験において、安定した結果が得られず、分化誘導した状態での培養実験に進めなかったため、培養実験、及びその検体を用いた分子生物学的研究が行えていない。ES細胞を用いた研究も奏功しなかったため、in vitroの研究は行えていない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

慢性偽性腸閉塞の病態解明の目的から、実際の患者血清から、病態に関わる可能性があると報告されている分子の動態を検討することにより、原因検索・標的分子の探索が可能となると考えられる。当グループで把握している慢性偽性腸閉塞患者の血清から、ELISA法により候補分子の血清濃度の測定を行う。正常者との比較に加え、治療介入した際の血清濃度の変化を検討する予定である。

Research Products

• [Journal Article] N-Acetylglucosaminyltransferase V exacerbates murine colitis with macrophage dysfunction and enhances colitic tumorigenesis. (2016)
  • Author(s): Shinzaki S, Ishii M, Fujii H, Iijima H, Wakamatsu K, Kawai S, Shiraishi E, Hiyama S, Inoue T, Hayashi Y, Kuwahara R, Takamatsu S, Kamada Y, Morii E, Tsujii M, Takehara T, Miyoshi E.
  • Journal Title: J Gastroenterol. Volume: 51 Pages: 357-369
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1119-3.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vitamin K deficiency leads to exacerbation of murine dextran sulfate sodium-induced colitis. (2016)
  • Author(s): Shiraishi E, Iijima H, Shinzaki S, Nakajima S, Inoue T, Hiyama S, Kawai S, Araki M, Yamaguchi T, Hayashi Y, Fujii H, Nishida T, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: J Gastroenterol. Volume: 51 Pages: 346-356
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1112-x.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Esophagogastric junctional adenocarcinoma originating from endoscopically unrecognizable Barrett's epithelium. (2016)
  • Author(s): Nagai K, Tsujii Y, Matsui T, Yoshii S, Fujinaga T, Maekawa A, Inoue T, Hayashi Y, Shinzaki S, Iijima H, Tsujii M, Morii E, Takehara T.
  • Journal Title: Dis Esophagus. Volume: 29 Pages: 1164-1166
  • DOI: 10.1111/dote.12396.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Core Fucosylation on T Cells, Required for Activation of T-Cell Receptor Signaling and Induction of Colitis in Mice, Is Increased in Patients With Inflammatory Bowel Disease. (2016)
  • Author(s): Fujii H, Shinzaki S, Iijima H, Wakamatsu K, Iwamoto C, Sobajima T, Kuwahara R, Hiyama S, Hayashi Y, Takamatsu S, Uozumi N, Kamada Y, Tsujii M, Taniguchi N, Takehara T, Miyoshi E.
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2016.03.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Percutaneous endoscopic gastrostomy under steady pressure automatically controlled endoscopy: First clinical series. (2016)
  • Author(s): Imaeda H, Nakajima K, Hosoe N, Nakahara M, Zushi S, Kato M, Kashiwagi K, Matsumoto Y, Kimura K, Nakamura R, Wada N, Tsujii M, Yahagi N, Hibi T, Kanai T, Takehara T, Ogata H.
  • Journal Title: World J Gastrointest Endosc. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.4253/wjge.v8.i3.186.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Renal dysfunction is an independent risk factor for bleeding after gastric ESD. (2015)
  • Author(s): Yoshioka T, Nishida T, Tsujii M, Kato M, Hayashi Y, Komori M, Yoshihara H, Nakamura T, Egawa S, Yoshio T, Yamada T, Yabuta T, Yamamoto K, Kinoshita K, Kawai N, Ogiyama H, Nishihara A, Michida T, Iijima H, Shintani A, Takehara T.
  • Journal Title: Endosc Int Open. Volume: 3 Pages: E39-45
  • DOI: 10.1055/s-0034-1390762.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Endoscopic submucosal dissection in early gastric cancer in elderly patients and comorbid conditions. (2015)
  • Author(s): Nishida T, Kato M, Yoshio T, Akasaka T, Yoshioka T, Michida T, Yamamoto M, Hayashi S, Hayashi Y, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: World J Gastrointest Endosc. Volume: 7 Pages: 524-531
  • DOI: 10.4253/wjge.v7.i5.524.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localized gastric amyloidosis mimicking a submucosal tumor-like gastric cancer. (2015)
  • Author(s): Yamaguchi T, Inoue T, Nishida T, Kato M, Hayashi Y, Tsujii Y, Maekawa A, Kawai S, Fujinaga T, Araki M, Nagai K, Yoshii S, Hiyama S, Shinzaki S, Iijima H, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: Gastrointest Endosc. Volume: 82 Pages: 175-177
  • DOI: 10.1016/j.gie.2015.01.043.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Integrated diagnostic strategy for the invasion depth of early gastric cancer by conventional endoscopy and EUS. (2015)
  • Author(s): Tsujii Y, Kato M, Inoue T, Yoshii S, Nagai K, Fujinaga T, Maekawa A, Hayashi Y, Akasaka T, Shinzaki S, Watabe K, Nishida T, Iijima H, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: Gastrointest Endosc. Volume: 82 Pages: 452-459
  • DOI: 10.1016/j.gie.2015.01.022.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effectiveness of anti-tumor necrosis factor-α therapy in Crohn's disease with abscesses around the sigmoid colon: a case report (2015)
  • Author(s): Nagai K, Shinzaki S, Kato M, Hiyama S, Yakushijin T, Nishida T, Iijima H, Ookawa K, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: Nihon Shokakibyo Gakkai Zasshi. Volume: 112 Pages: 707-713
  • DOI: 10.11405/nisshoshi.112.707.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solitary fibrous tumor of the liver from development to resection. (2015)
  • Author(s): Makino Y, Miyazaki M, Shigekawa M, Ezaki H, Sakamori R, Yakushijin T, Ohkawa K, Kato M, Akasaka T, Shinzaki S, Nishida T, Miyake Y, Hama N, Nagano H, Honma K, Morii E, Wakasa K, Hikita H, Tatsumi T, Iijima H, Hiramatsu N, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: Intern Med. Volume: 54 Pages: 765-770
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.54.3053.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical outcomes of endoscopic submucosal dissection for superficial esophageal neoplasms: a multicenter retrospective cohort study. (2015)
  • Author(s): Tsujii Y, Nishida T, Nishiyama O, Yamamoto K, Kawai N, Yamaguchi S, Yamada T, Yoshio T, Kitamura S, Nakamura T, Nishihara A, Ogiyama H, Nakahara M, Komori M, Kato M, Hayashi Y, Shinzaki S, Iijima H, Michida T, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: Endoscopy Volume: 47 Pages: 775-783
  • DOI: 10.1055/s-0034-1391844.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemoradiotherapy is effective for primary esophageal adenosquamous cell carcinoma but ineffective for the metastatic adenocarcinoma component (2015)
  • Author(s): Nozaki Y, Nishida T, Hori Y, Shinzaki S, Kato M, Yakushijin T, Iijima H, Tsujii M, Morii E, Takehara T.
  • Journal Title: Nihon Shokakibyo Gakkai Zasshi Volume: 112 Pages: 278-286
  • DOI: 10.11405/nisshoshi.112.278.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The effectiveness of an anti-human IL-6 receptor monoclonal antibody combined with chemotherapy to target colon cancer stem-like cells. (2015)
  • Author(s): Ying J, Tsujii M, Kondo J, Hayashi Y, Kato M, Akasaka T, Inoue T, Shiraishi E, Inoue T, Hiyama S, Tsujii Y, Maekawa A, Kawai S, Fujinaga T, Araki M, Shinzaki S, Watabe K, Nishida T, Iijima H, Takehara T.
  • Journal Title: Int J Oncol. Volume: 46 Pages: 1551-1559
  • DOI: 10.3892/ijo.2015.2851.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polyglycolic acid sheets for repair of refractory esophageal fistula. (2015)
  • Author(s): Tsujii Y, Kato M, Shinzaki S, Takigawa A, Hayashi Y, Nishida T, Iijima H, Tsujii M, Takehara T.
  • Journal Title: Endoscopy. Volume: 47 Pages: E 398-40
  • DOI: 10.1055/s-0034-1390914.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gastric endoscopic submucosal dissection under steady pressure automatically controlled endoscopy (SPACE); a multicenter randomized preclinical trial. (2015)
  • Author(s): Yamada T, Hirota M, Tsutsui S, Kato M, Takahashi T, Yasuda K, Sumiyama K, Tsujii M, Takehara T, Mori M, Doki Y, Nakajima K.
  • Journal Title: Surg Endosc. Volume: 29 Pages: 2748-2755
  • DOI: 10.1007/s00464-014-4001-0.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 5-FU resistance abrogates the amplified cytotoxic effects induced by inhibiting checkpoint kinase 1 in p53-mutated colon cancer cells. (2015)
  • Author(s): Akasaka T, Tsujii M, Kondo J, Hayashi Y, Ying J, Lu Y, Kato M, Yamada T, Yamamoto S, Inoue T, Tsujii Y, Maekawa A, Fujinaga T, Shiraishi E, Hiyama S, Inoue T, Shinzaki S, Watabe K, Nishida T, Iijima H, Takehara T.
  • Journal Title: Int J Oncol. Volume: 46 Pages: 63-70
  • DOI: 10.3892/ijo.2014.2693.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ３D内視鏡システムを用いた消化管病変の大きさ測定 (2015)
  • Author(s): 辻井正彦、渡部健二、吉本佳代子、飯島英樹、加藤元彦、西田勉、林 義人、竹原徹郎
  • Organizer: 日本消化器内視鏡学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2015-05-30 – 2015-05-30