Inner ear cell therapy by activated stem cell homing

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K21662
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 神谷 和作 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10374159)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 内耳 / 幹細胞 / ホーミング / iPS細胞 / 分化誘導 / 難聴

Outline of Annual Research Achievements

コネキシン(CX)26をコードするGJB2遺伝子の変異は、世界で最も高頻度に出現する難聴原因遺伝子である。遺伝性難聴の根本的治療法は存在しないが、多機能性幹細胞を用いた再生医療の応用が期待されている。研究代表者らは、内耳ギャップ結合を形成するCX26の内耳特異的欠損マウスを開発し、ギャップ結合崩壊による発症機構を解明し、この異常ギャップ結合を遺伝子導入により修復することで聴力回復させる内耳遺伝子治療法を開発した。幹細胞から作製した内耳前駆細胞を蝸牛組織へ導入するためには蝸牛組織に適切な幹細胞ホーミングと呼ばれる細胞誘導の分子機構を理解し応用することが重要である。本研究ではこの機構を高めることにより遺伝性難聴の内耳組織へ適切な細胞を効率的に補充し、聴力を回復させる技術開発を目的とした。本年度はこれまで確立したiPS細胞からの分化誘導法のさらなる改良を目指した。蝸牛支持細胞の特徴を有するヒトiPSC由来の機能性CX26ギャップジャンクション形成細胞（iCX26GJCs）の作製を試みたところ、同細胞は細胞-細胞間の境界にギャップジャンクションプラーク様の形態を持ち、蝸牛支持細胞で発現するいくつかのマーカーの発現を確認した。さらに、典型的なGJB2変異を持つ患者のiPS細胞からiCX26GJCsを作製し、GJB2関連難聴の病態を再現することに成功した。これらのin vitroモデルは、GJB2関連難聴の様々な変異に対する最適な治療法の確立や薬剤スクリーニングに有用であると考えられ、国際誌にも論文発表している（Human Molecular Genetics, 2021）。更に分化誘導法の改良を行い、細胞境界にて凝集したギャップ結合複合体を形成する高分化型の細胞シートを作製することに成功し、その大量培養系も確立した。