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2021 Fiscal Year Annual Research Report

ヒト関節軟骨オルガノイドを利用した革新的創薬スクリーニング技術の開発

Research Project

Project/Area Number 21H02643
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

宝田 剛志  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (30377428)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高尾 知佳  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (40612429)
山田 大祐  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (50733680)
戸口田 淳也  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (40273502)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords軟骨細胞 / iPS
Outline of Annual Research Achievements

高齢化が急速に進行する中で、膝関節軟骨の代表的疾患である変形性関節症(Osteoarthritis, OA)に対する薬物治療開発は遅々として進んでいない。ヒト生体環境/病態を模倣したハイスループット化合物スクリーニングシステムの開発は、薬剤開発の初期段階に極めて重要であるが、ヒト関節軟骨組織(硝子軟骨組織)を均一大量に調整することは従来不可能であった。申請者は、ヒト多能性幹細胞より、高い軟骨分化指向性を有し、拡大培養可能で、前向き品質管理が可能なヒト軟骨前駆細胞を大量に調整する技術を開発することに成功し、「ヒト」の硝子軟骨組織(=ヒト関節軟骨オルガノイド)を「均一・大量」に、安定的に調整する準備が整った。本研究では、開発したヒト軟骨前駆細胞を細胞源とし、均一大量に作製したOA病態ヒト関節軟骨オルガノイドによるハイスループット化合物スクリーニング系を開発することで、OA治療候補化合物を同定し、独自に開発する疾患モデル動物での治療効果を検証することを目指す。この点において本年度は、ヒト多能性幹細胞株にpiggybacでのDOX inducible RUNX2発現カセットを導入し (hPSC-iRUNX2株の樹立)、同株より申請者らの開発した方法を使用して、ヒト軟骨前駆細胞(hCPC-iRUNX2)を樹立し、継代培養により増やした。DOXを添加することでRUNX2の発現が認められ系の確立に成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究遂行に必須なツールが開発が当初の計画通りに進んでいる

Strategy for Future Research Activity

今後はhCPC由来軟骨組織のDOX投与後の軟骨変性の程度を経時的に観察する(HE/SafraninO染色などの組織学的解析、細胞外マトリクス成分(Type II/X collagen, PRG4)の免疫染色/定量的PCR)

  • Research Products

    (5 results)

All 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Oncogenic potential of human pluripotent stem cell‐derived lung organoids with HER2 overexpression2021

    • Author(s)
      Miura Akihiro、Yamada Daisuke、Nakamura Masahiro、Tomida Shuta、Shimizu Dai、Jiang Yan、Takao Tomoka、Yamamoto Hiromasa、Suzawa Ken、Shien Kazuhiko、Yamane Masaomi、Sakaguchi Masakiyo、Toyooka Shinichi、Takarada Takeshi
    • Journal Title

      International Journal of Cancer

      Volume: 149 Pages: 1593~1604

    • DOI

      10.1002/ijc.33713

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Induction and expansion of human PRRX1+ limb-bud-like mesenchymal cells from pluripotent stem cells2021

    • Author(s)
      Yamada Daisuke、Nakamura Masahiro、Takao Tomoka、Takihira Shota、Yoshida Aki、Kawai Shunsuke、Miura Akihiro、Ming Lu、Yoshitomi Hiroyuki、Gozu Mai、Okamoto Kumi、Hojo Hironori、Kusaka Naoyuki、Iwai Ryosuke、Nakata Eiji、Ozaki Toshifumi、Toguchida Junya、Takarada Takeshi
    • Journal Title

      Nature Biomedical Engineering

      Volume: 5 Pages: 926~940

    • DOI

      10.1038/s41551-021-00778-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] O-GlcNAcylation drives calcium signaling toward osteoblast differentiation: A bioinformatics‐oriented study2021

    • Author(s)
      Weng Yao、Wang Ziyi、Fukuhara Yoko、Tanai Airi、Ikegame Mika、Yamada Daisuke、Takarada Takeshi、Izawa Takashi、Hayano Satoru、Yoshida Kaya、Kamioka Hiroshi、Okamura Hirohiko
    • Journal Title

      BioFactors

      Volume: 47 Pages: 992~1015

    • DOI

      10.1002/biof.1774

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒト多能性幹細胞に由来する分化指向性間葉系前駆細胞集団の選別単離方法の開発と、その医学応用2021

    • Author(s)
      宝田 剛志
    • Organizer
      第124回岡山県医用工学研究会
  • [Presentation] ヒト多能性幹細胞から肢芽間葉系細胞への分化誘導技術の開発2021

    • Author(s)
      明路, 山田大祐, 髙尾知佳, 中村正裕, 戸口田淳也, 宝田剛志
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会

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Published: 2022-12-28  

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