iPS細胞を利用したCD4陽性T細胞の再生医療のための基盤技術の確立

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05194
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 塩田 達雄 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (00187329)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 明里 宏文 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (20294671) ; 金子 新 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (40361331)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: iPS細胞 / CD4 / アカゲザル

Outline of Annual Research Achievements

iPS細胞から様々な組織が再生構築可能になっている。我々はこれまで血球系細胞の分化、なかでもT細胞の構築に取り組んできた結果、ヒトCD8陽性T細胞の再生に成功した。一方で、サルでの前臨床試験の必要性を鑑み、アカゲザルiPS細胞の樹立とマクロファージあるいはCD8陽性T細胞への分化誘導にも成功している。しかし、ヒトにおいてもアカゲザルにおいても、CD4陽性T細胞の再構築は出来ていない。本研究は、in vivoにおけるT細胞の選択分化が可能なマウスやアカゲザル個体への移植実験により、CD4陽性T細胞の誘導と定着を目的とする。平成2９年度には、iPS細胞由来のT細胞が実験動物の個体内でどこまで生着できるか、の検討を行う予定にしていたが、サル実験を行うにあたり、iPS由来ではないCD34陽性造血幹細胞の移植を行い、実験の安全性や骨髄へのニッチの作成方法の検討を行うことにした。平成29年度末現在、CD34細胞を個体への移注に必要な数を集めている最中である。
一方で、樹立したiPS細胞に、HIV-1阻害因子TRIM5α遺伝子やHIV-1やSIV感染に必須なCCR5遺伝子をCRISPR/Cas9によるゲノム編集技術で人為的に破壊しGFPでマーキングする作業も行っている。残念ながら、ヒト由来のiPS細胞では遺伝子導入が成功するのに対して、同じ実験条件ではサル由来iPS細胞には導入できず、まだ成功していない。
本研究はCD4陽性T細胞分化の分子機構解明という基礎的意義のみならず、臨床応用においてCD4陽性T細胞の再構築が可能となれば、CD4陽性T細胞の選択的減少を来すAIDSの治療や癌免疫へも応用可能となる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画では、平成29年度中に、標識されたiPS細胞の血液幹細胞への分化誘導とサル個体への移植を行う予定であったが、iPS細胞への遺伝子導入法の検討に予想を遥かに越える時間を要してしまい、また、導入するiPS細胞の数の確保に苦労することから、移植の方法の予備実験をまず行うことに方針を変更した。そのためやiPS細胞のサル個体への移植実験は平成30年度にずれ込んでしまった。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度に行う予定であった標識されたiPS細胞の血液幹細胞への分化誘導とサル個体への移植実験を行う。さらに平成29年度に作製したHIV-1阻害因子TRIM5α遺伝子やHIV-1やSIV感染に必須なCCR5遺伝子をCRISPR/Cas9によるゲノム編集技術で人為的に破壊するために必要なプラスミドを用いて、iPS細胞の遺伝子改変を行いHIV-1阻害因子あるいはCCR5がノックダウンされたiPS細胞をSchmittらの方法でCD4陽性CD8陽性T細胞に分化させ、試験管内でHIV-1あるいはSIVを感染させて、HIV-1感染感受性が獲得されたか否か、SIV感染感受性が低下したか否かをそれぞれ検討する。

Research Products

• [Journal Article] iPS細胞を用いた免疫細胞療法 (2018)
  • Author(s): 矢野 寿、金子 新
  • Journal Title: 臨床血液 Volume: 59 Pages: 225～231
  • DOI: 10.11406/rinketsu.59.225
• [Journal Article] Human AK2 links intracellular bioenergetic redistribution to the fate of hematopoietic progenitors (2018)
  • Author(s): Oshima K, Saiki N, Tanaka M, Imamura H, Niwa A, Tanimura A, Nagahashi A, Hirayama A, Okita K, Hotta A, Kitayama S, Osawa M, Kaneko S, Watanabe A, Asaka I, Fujibuchi W, Imai K, Yabe H, Kamachi Y, Hara J, Kojima S, Tomita M, Soga T, Noma T, Nonoyama S, Nakahata T, Saito MK
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 497 Pages: 719~725
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.02.139
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] BCR-ABL-specific CD4+ T-helper cells promote the priming of antigen-specific cytotoxic T cells via dendritic cells. (2018)
  • Author(s): Ueda N, Zhang R, Tatsumi M, Liu TY, Kitayama S, Yasui Y, Sugai S, Iwama T, Senju S, Okada S, Nakatsura T, Kuzushima K, Kiyoi H, Naoe T, Kaneko S, Uemura Y.
  • Journal Title: Cell Mol Immunol Volume: 15 Pages: 15-26
  • DOI: 10.1038/cmi.2016.7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Induction of humoural and cellular immunity by immunisation with HCV particle vaccine in a non-human primate model (2018)
  • Author(s): Yokokawa Hiroshi、Higashino Atsunori、Suzuki Saori、Moriyama Masaki、Nakamura Noriko、Suzuki Tomohiko、Suzuki Ryosuke、Ishii Koji、Kobiyama Kouji、Ishii Ken J、Wakita Takaji、Akari Hirofumi、Kato Takanobu
  • Journal Title: Gut Volume: 67 Pages: 372～379
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2016-312208
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of H5N1 influenza virus quasispecies with adaptive hemagglutinin mutations from single-virus infections of human airway cells. (2018)
  • Author(s): Watanabe Y, Arai Y, Kawashita N, Ibrahim MS, Elgendy EM, Daidoji T, Kajikawa J, Hiramatsu H, Sriwilaijaroen N, Ono T, Takagi T, Takahashi K, Shioda T, Matsumoto K, Suzuki Y, Nakaya T
  • Journal Title: J. Virol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1128/JVI.02004-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variation at position 350 in the Chikungunya virus 6K-E1 protein determines the sensitivity of detection in a rapid E1-antigen test (2018)
  • Author(s): Tuekprakhon Aekkachai、Nakayama Emi E.、Bartholomeeusen Koen、Puiprom Orapim、Sasaki Tadahiro、Huits Ralph、Luplertlop Natthanej、Kosoltanapiwat Nathamon、Maneekan Pannamas、Ari?n Kevin K.、Shioda Tatsuo、Leaungwutiwong Pornsawan
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 8 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19174-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Naturally Occurring Mutations in HIV-1 CRF01_AE Capsid Affect Viral Sensitivity to Restriction Factors. (2018)
  • Author(s): Nakayama EE, Saito A, Sultana T, Jin Z, Nohata K, Shibata M, Hosoi M, Motomura K, Shioda T, Sangkitporn S, Loket R, Saeng-Aroon S
  • Journal Title: AIDS Res Hum Retroviruses Volume: 34 Pages: 382-392
  • DOI: 10.1089/AID.2017.0212
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mapping Region of Human Restriction Factor APOBEC3H Critical for Interaction with HIV-1 Vif. (2017)
  • Author(s): Nakashima M, Tsuzuki S, Awazu H, Hamano A, Okada A, Ode H, Maejima M, Hachiya A, Yokomaku Y, Watanabe N, Akari H, Iwatani Y.
  • Journal Title: J Mol Biol. Volume: 429 Pages: 1262-1276
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2017.03.019.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] カプシド領域の変異はHIV-1のIFV感受性を制御する (2017)
  • Author(s): Akatsuki Saito, Tahmina Sultana, Hirotaka Obe, Yasumasa Iwatani, Emi Nakayama, Tatsuo Shioda
  • Organizer: 第31回日本エイズ学会学術集会・総会
• [Presentation] Mutations in viral capsid modulate IFN-β sensitivity of HIV-1. (2017)
  • Author(s): Sultana T, Saito A, Ode H, Iwatani Y, Nakayama E, Shioda T.
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会
• [Presentation] Natural Mutations In Capsid Of HIV-1 CRF01AE Aaffect the Sensitivity to Restriction Factors. (2017)
  • Author(s): Emi E..Nakayama, Tahmina Sultana, Zhuan.Jin, Kyoutaro.Nohata, Masato.Shibata, Miho.Hosoi, Kazushi Motomura, Tatsuo Shioda, Somcchai Sangkitporm, Ruangchai Loket, Siriphan Seang-aroon.
  • Organizer: Retroviruses 2017
  • Int'l Joint Research