再生医療への応用可能な人工多能性幹(iPS)細胞の樹立

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20790227
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中川 誠人 Kyoto University, 再生医科学研究所, 助教 (10379539)
• Keywords: iPS細胞 / ES細胞 / リプログラミング / 再生医療 / 転写因子

Research Abstract

昨年度の研究結果からアデノウイルスで1因子を導入し、ほかの3因子をレトロウイルスでマウス線維芽細胞に導入することでiPS細胞を樹立することに成功した。しかしながら、Oct3/4をアデノウイルスで導入しほかの因子をレトロウイルスで導入してもiPS細胞を樹立できなかった。このことはOct3/4の安定した発現がiPS細胞誘導に重要であることを示唆するものと考えた。
次にiPS細胞樹立の元細胞としてマウス初代培養の肝細胞を用いた。肝細胞は線維芽細胞に比べて少ない量のレトロウイルスでiPS細胞が樹立できることからアデノウイルスを用いた場合にも有効であると考えた。肝細胞を用いた場合も線維芽細胞の時と同様にOct3/4をアデノウイルスで導入した場合はiPS細胞の樹立ができなかったことから、iPS細胞誘導時のOct3/4の発現レベルは非常に厳密に制御されていることが示唆された。アデノウイルスによる遺伝子導入後、短期間で目的遺伝子の高発現が確認できた。しかし、1週間後にはかなりの現象が認められた。レトロウイルスでは2,3日後に発現が上昇してその発現はほぼ一定のまま維持された。この問題を解決するには、アデノウイルスの感染量や時間、回数をいろいろ検討し最適な条件を見つけることが必要である。また、アデノウイルスを用いた場合に少なからず細胞に対して毒性が認められたためこの点も検討が必要である。より毒性の低いベクターを構築するなどしてよりiPS細胞誘導に適したウイルスの作製を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Complete genetic correction of iPS cells from duchenne muscular dystrophy. (2010)
  • Author(s): Kazuki, Y., Hiratsuka, M., Takiguchi, M., Osaki, M., Kajitani, N., Hoshiya, H., Hiramatsu, K., Yoshino, T., Kazuki, K., Ishihara, C., Takehara, S., Higaki, K., Nakagawa, M., Takahashi, K., Yamanaka, S., Oshimura M.
  • Journal Title: Molecular Therapy 18 Pages: 386-393
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient reprogramming of human and mouse primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells. (2009)
  • Author(s): Nagata, S., Toyoda, M., Yamaguchi, S., Hirano, K., Makino, H., Nishino, K., Miyagawa, Y., Okita, H., Kiyokawa, N., Nakagawa, M., Yamanaka, S., Akutsu, H., Umezawa, A., Tada, T.
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 1395-1404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variation in the safety of induced pluripotent stem cell lines. (2009)
  • Author(s): Miura, K., Okada, Y., Aoi, T., Okada, A., Takahashi, K., Okita, K., Nakagawa, M., Koyanagi, M., Tanabe, K., Ohnuki, M., Ogawa, D., Ikeda, E., Okano, H., Yamanaka, S.
  • Journal Title: Nature Biotechnology 27 Pages: 743-745
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orderly hematopoietic development of induced pluripotent stem cells via Flk-1+ hemoangiogenic progenitors. (2009)
  • Author(s): Niwa, A., Umeda, K., Chang, H., Saito, M., Okita, K., Takahashi, K., Nakagawa, M., Yamanaka, S., Nakahata, T., Heike, T.
  • Journal Title: Journal of Cellular Physiology 221 Pages: 367-377
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 体細胞のゲノム操作によるリプログラミング～人工多能性幹細胞(iPS細胞)の現状と今後の展開～ (2009)
  • Author(s): 中川誠人、山中伸弥
  • Journal Title: ゲノム医学 9 Pages: 167-170
• [Journal Article] Suppression of induced pluripotent stem cell generation by the p53-p21 pathway. (2009)
  • Author(s): Hong, H., Takahashi, K., Ichisaka, T., Aoi, T., Kanagawa, O., Nakagawa, M., Okita, K., Yamanaka, S.
  • Journal Title: Nature 460 Pages: 1132-1135
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of Sall4 in the generation of pluripotent stem cells from blastocysts and fibroblasts. (2009)
  • Author(s): Tsubooka, N., Ichisaka, T., Okita, K., Takahashi, K., Nakagawa, M., Yamanaka, S.
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 683-694
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Generation of safer iPS cells by factor X instead of c-MYC (2009)
  • Author(s): 中川誠人、瀧澤奈々子、一阪朋子、杉山逸未、山中伸弥
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] iPS細胞の再生医療への応用=iPS細胞研究の現状と課題= (2009)
  • Author(s): 中川誠人
  • Organizer: 第25回創薬セミナー
  • Place of Presentation: 山梨
  • Year and Date: 2009-07-29
• [Presentation] 臨床応用へ向けたiPS細胞研究の現状(iPS cell research for clinical application) (2009)
  • Author(s): 中川誠人
  • Organizer: 化学研究所セミナー
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-07-23
• [Presentation] iPS細胞研究の現状と今後の展開 (2009)
  • Author(s): 中川誠人
  • Organizer: アジレントテクニカルセミナー～高感度化で変わるマイクロアレイの活用法～
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-07-15
• [Presentation] Generation and characterization of induced pluripotent stem (iPS) cells. (2009)
  • Author(s): 中川誠人
  • Organizer: iCeMS Cross-Disciplinary Seminar
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-07-01
• [Remarks]
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 効率的な人工多能性幹細胞の樹立方法 (2010)
  • Inventor(s): 中川誠人/沖田圭介/山中伸弥
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人京都大学
  • Industrial Property Number: 特許・61/307,306
  • Filing Date: 2010-02-23
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 人工多能性幹細胞の樹立効率改善方法 (2010)
  • Inventor(s): 中川誠人/山中伸弥
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人京都大学
  • Industrial Property Number: 特許・61/282,320
  • Filing Date: 2010-01-22
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 効率的な人工多能性幹細胞の樹立方法 (2009)
  • Inventor(s): 中川誠人/沖田圭介/山中伸弥
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人京都大学
  • Industrial Property Number: 特許・61/232,402
  • Filing Date: 2009-08-07
  • Overseas