Identification of adreno-gonadal primordium from human iPSC and elucidation of its differentiation pathway

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K09880
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 曽根 正勝 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40437207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田浦 大輔 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (10558612)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ステロイドホルモン / 副腎皮質 / 性腺 / ヒトiPS細胞

Outline of Annual Research Achievements

副腎皮質ホルモンと性腺ホルモンは共通のステロイド骨格を持ち、その生合成経路にも共通している部分が多い。転写因子の発現解析などにより、副腎皮質と性腺は中間中胚葉から共通の副腎性腺原基を介して分化すると考えられているが、副腎性腺原基の特性や詳細は明らかになっていない。我々は、ヒトiPS細胞由来のOSR1陽性中間中胚葉細胞に転写因子SF-1を導入することにより、副腎皮質ステロイドであるコルチゾール、アルドステロン、DHEA、および、性腺ステロイドであるテストステロン、エストラジオールを産生する細胞を誘導するのに成功し、これらの細胞は副腎性腺原基に近い細胞と考えられた。次に、副腎・性腺への細分化を調節すると考えられている転写因子DAX-1を導入したところ、SF-1発現の抑制効果が強く認められ、副腎特異的なCYP11B1, B2の発現、および性腺特異的なアロマターゼの発現の両者とも低下した。また、SF-1と相補的に働く転写因子LRH-1を導入したところ、ステロイド合成酵素の発現には著変を認めなかった。これらの結果から、細分化の検討には、まずステロイド産生細胞としてのさらなる成熟が必要と考え、in vitroにて3次元培養法を導入した。超低接着プレートによるspheroid形成後のマトリゲルを用いた3次元培養により、SF-1の発現は3.7倍と高く保たれ、HSD3βの発現は11倍、CYP11B1の発現は3.9倍、アロマターゼの発現は21倍と、副腎皮質および性腺のいずれのステロイド合成酵素も上昇し、ステロイド産生細胞としての成熟度を高めるのに有用な手法と思われた。しかし、3次元培養の系では細胞の増殖能や生存能の低下が認められ、副腎特異的あるいは性腺特異的な細分化をさらに進めるためには、培養法の改良や添加因子の種類、転写因子導入のタイミングなどに関して今後のさらなる検討を要すると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Human iPS cell-derived mural cells as an in vitro model of hereditary cerebral small vessel disease. (2020)
  • Author(s): Yamamoto Y, Kojima K, Taura D, Sone M, Washida K, Egawa N, Kondo T, Minakawa EN, Tsukita K, Enami T, Tomimoto H, Mizuno T, Kalaria RN, Inagaki N, Takahashi R, Harada-Shiba M, Ihara M, Inoue H.
  • Journal Title: Mol Brain. Volume: 13 Pages: 38.
  • DOI: 10.1186/s13041-020-00573-w.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nadir Aldosterone Levels After Confirmatory Tests Are Correlated With Left Ventricular Hypertrophy in Primary Aldosteronism. (2020)
  • Author(s): Ohno Y, Sone M, Inagaki N, Kawashima A, Takeda Y, Yoneda T, Kurihara I, Itoh H, Tsuiki M, Ichijo T, Katabami T, Wada N, Sakamoto R, Ogawa Y, Yoshimoto T, Yamada T, Kawashima J, Matsuda Y, Kobayashi H, Kamemura K, Yamamoto K, Otsuki M, Okamura S, Izawa S, Okamoto R, Tamura K, Tanabe A, Naruse M; JPAS/JRAS Study Group*.
  • Journal Title: Hypertension. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.14601.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Modular Differentiation System Maps Multiple Human Kidney Lineages from Pluripotent Stem Cells. (2020)
  • Author(s): Tsujimoto H, Kasahara T, Sueta SI, Araoka T, Sakamoto S, Okada C, Mae SI, Nakajima T, Okamoto N, Taura D, Nasu M, Shimizu T, Ryosaka M, Li Z, Sone M, Ikeya M, Watanabe A, Osafune K.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 31 Pages: 107476.
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.03.040.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Latent Autonomous Cortisol Secretion From Apparently Nonfunctioning Adrenal Tumor in Nonlateralized Hyperaldosteronism. (2019)
  • Author(s): Ohno Y, Sone M, Inagaki N, Takeda Y, Kurihara I, Tsuiki M, Ichijo T, Wada N, Katabami T, Ogawa Y, Okamura S, Fukuoka T, Kai T, Izawa S, Yoshikawa Y, Hashimoto S, Yamada M, Chiba Y, Naruse M; JPAS/JRAS Study Group.
  • Journal Title: J Clin Endocrinol Metab. Volume: 104 Pages: 4382-4389
  • DOI: 10.1210/jc.2018-02790.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Renal impairment is closely associated with plasma aldosterone concentration in patients with primary aldosteronism. (2019)
  • Author(s): Kawashima A, Sone M, Inagaki N, Takeda Y, Itoh H, Kurihara I, Umakoshi H, Ichijo T, Katabami T, Wada N, Ogawa Y, Kawashima J, Fujita M, Miyauchi S, Okamura S, Fukuoka T, Yanase T, Izawa S, Yoshikawa Y, Hashimoto S, Yamada M, Kai T, Suzuki T, Naruse M.
  • Journal Title: Eur J Endocrinol. Volume: 181 Pages: 339-350
  • DOI: 10.1530/EJE-19-0047.
  • Peer Reviewed