2020 Fiscal Year Annual Research Report
乱流依存性血小板産生機構の分子基盤の解明と生体外製造システムへの応用
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18H04164
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
江藤 浩之 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50286986)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 壮 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (50769833)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 血小板 / 巨核球 / iPS細胞 / 乱流 / ずり応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らは、生体外製造人工血小板製造システムの開発とその臨床応用開発を進め、血小板産生のメカニズムに乱流条件が重要なことを発見した（Cell, 2018)。その物理刺激には、乱流エネルギー、せん断ずり応力の適切な値が存在し、培養機器のスケールアップ研究へ応用、並びに、分子機構解明の鍵となるとの観点で研究開発を進めた。その検証実験におけるin vitro細胞システムとして、ヒトiPS細胞由来巨核球を細胞株化技術（Cell Stem Cell, 2014)と乱流依存的培養槽（Cell, 2018)を活用した。
進めていた５０L培養槽の新規開発において、コロナ禍の影響から、必要な材料が手に入らない問題に直面し、一部の研究を繰越し期間に推進した。５０L培養槽での実装検証では、10L培養槽（８Lの培養液条件）で見出した乱流エネルギー値とせん断ずり応力値の最適解が５０L培養槽での稼働にも適応可能であり、機能の高い血小板製造に有用であることを見出した。一方、産生効率に関しては若干減少する傾向が認められ、培養槽中で発生する乱流渦の大きさの調節を進める必要性を新たに発見した。
基礎研究レベルでは、巨核球の成熟過程開始のシグナルがciliaの感知する乱流という仮説の検証を進めたが、cilia特異的なARL13B (ADP-ribosylation factor-like protein 13B)とアセチル化 alpha-tubulin染色の同時染色が確認できず、本仮説の実証は実現できなかった。一方、アセチル化 alpha-tubulin免疫染色陽性に染まる突起構造体の進展を制御するモータータンパクの機能を阻害すると血小板産生が阻害されており、突起構造の本態を今後も検証していく。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The effect of megakaryocytes and platelets derived from human induced pluripotent stem cells on bone formation2021
Author(s)
Sato M , Shiga Y, Takayama N , Sone M , Kosaka K, Motegi I , Mizuki N, Inage K, Eguchi Y, Narita M, Orita S, Eto K, Ohtori S
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Journal Title
Supine Surgery and Related Research
Volume: 5(3)
Pages: 196-204
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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