IGF-1依存的ヒト軟骨細胞の増殖・分化制御機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K22939
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 藤本 正伸 鳥取大学, 医学部附属病院, 助教 (80745224)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2024-03-31
• Keywords: IGF-1 / iPS細胞 / 軟骨細胞

Outline of Annual Research Achievements

当初の計画で利用する予定であったヒトiPS細胞の培養を開始後、既報のTsumakiらの方法（Stemcell reports. 2015;4(3):404-418.)、Kawataらのプロトコール(Stem cell reports. 2019;13(3):530-544.)を実施して、軟骨細胞の誘導効率を比較したが、十分な軟骨細胞成分は検出できなかった。また、誘導効率を高めるため、細胞外Matrixの基剤をラミニンからマトリゲル基底膜マトリックスへの変更を実施したが、iPS細胞から分化誘導途中の間葉系幹細胞の接接着効率が高く、Sphere形成には至らなかった。以上より、さらなるプロトコールの改定が必要であること、軟骨細胞の分化誘導について、先駆者に直接指導を依頼することを検討している。
また、積極的に同様のプロトコールの検索を行い、代替となる軟骨細胞の分化誘導方法について選定を進め、on-feeder方法での培養を計画している。
次段階では、IGF-1、インスリンといった成長因子の濃度勾配を設けて、軟骨細胞塊の大きさの変化や遺伝子発現の変化等について確認を行う予定である。同様の研究を複数のiPS細胞株で実施し、正常iPS細胞株間での差異についても検討する。
iPS細胞に対して、IGF1R遺伝子変異の導入を行い軟骨の分化誘導におけるIGF-1シグナルの重要性についても研究を実施していく方針である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

現在使用しているiPS細胞からの軟骨分化誘導のプロトコールによる分化誘導が最適化ができていないため。

Strategy for Future Research Activity

iPS細胞からの誘導軟骨細胞の効率化・最適化を実施するため、プロトコールの変更やプロトコール作成者との面談を行い、直接の指導を仰ぐよう計画を行っている。
誘導軟骨細胞が十分な効率で作成できた段階でIGF-1、インスリンといった成長因子の濃度勾配を設けて、軟骨細胞塊の大きさの変化や遺伝子発現の変化等について確認を行う実験を計画中である。また、同様の研究を複数のiPS細胞株で実施し、正常iPS細胞株間での差異についても検討し、培養系をfeeder freeからon-feeder方法へ変更することを検討している。
iPS細胞に対して、IGF1R遺伝子変異の導入を行い軟骨の分化誘導におけるIGF-1シグナルの重要性についても研究を実施していく。

Causes of Carryover

研究に遅延が生じており、予定していた実験結果の解析費を支出していないため。
今後、プロトコールの見直し、研究指導をうけて、迅速に計画を遂行する。