2014 Fiscal Year Annual Research Report
臓器再生・移植医療を目指したiPS腸管を用いた機能的膵臓の臓器分化誘導法の開発
| Project/Area Number |
25293277
|
|---|
| Research Institution | Nara Medical University |
|---|
Principal Investigator |
山田 高嗣 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20316061)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 祥介 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00142381)
植田 剛 奈良県立医科大学, 医学部附属病院, 研究員 (40526810)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | iPS細胞 / 再生医療 / 移植医療 / 膵臓 / 臓器再生 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
iPS 細胞から、腸管に特異的な三胚葉系の全ての細胞で構成される「管腔状構造の蠕動運動する 機能的な腸管」iPS 腸管(iGut)の臓器分化誘導に世界で初めて成功した研究実績をもとに、発生学的には胎生期に膵臓が前腸から発生することに着目し、胎生期の腸 管の発生過程を in vitro で再現できる画期的な臓器分化誘導システムであるiPS 腸管(iGut)から機能的な膵臓(iPanc)を臓器として分化誘導し移植するという新しい臓器再生・移植医療を実現することを目的として本研究を計画した。インスリンプロモーター下流に GFP 遺伝子を組込んだ遺伝子改変マウス由来 ES 細胞から作成した ES-Gut に増殖因子を加えると GFP 陽性の膵臓様組織の発現を確認できた。マウスiPS細胞の結果をふまえて、臨床応用を目指して、ヒトiPS細胞からiGutおよびヒトiPancを作製する研究を行った。まず、ヒトiPS細胞からヒト腸管(hiGut)を効率よく分化誘導する研究を行ったところ、蠕動運動する腸管を作製するには至っていないものの、拍動する心筋細胞や形態的な腸管を分化誘導することに成功した。iGutからのiPancの誘導には必ずしも蠕動運動能を有する必要はないかもしれないという仮説のもと、今後はiPancの誘導まで遂行したいと考えている。一方で、iPS/iGutを用いない膵臓の再生も視野に入れた研究を行ったところ、膵臓の発生に必要な転写因子（Pdx1, Ngn3, Mafa）をマウスの膵臓にアデノウイルスを用いて遺伝子導入することにより腺房細胞をβ細胞にreprogrammingすることに成功した（Nat Biotecnol）。今後は、iPS細胞あるいはreprogramming技術を応用して、iPancの実現に邁進したいと考える。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、マウスiGutからiPancを作製したのち、臨床応用を目指して、糖尿病患者の皮膚生検により得られ た線維芽細胞からiPS 細胞を樹立し、ヒトiGutおよびヒトiPancを作製することを予定していた。ヒトiPS細胞からヒト腸管(hiGut)を効率よく分化誘導する研究を行ったところ、蠕動運動する腸管を作製するには至っていないものの、拍動する心筋細胞や形態的な腸管を分化誘導することに成功した。一方で、iPS/iGutを用いない膵臓の再生も視野に入れた研究を行ったところ、膵臓の発生に必要な転写因子（Pdx1, Ngn3, Mafa）をマウスの膵臓にアデノウイルスを用いて遺伝子導入することにより腺房細胞をβ細胞にreprogrammingすることに成功した（Nat Biotecnol）。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度のマウスiPS細胞の結果から、iGutからのiPancの誘導には必ずしも蠕動運動能を有する必要はないかもしれないという仮説のもと、今後はiPS細胞あるいは遺伝子導入を用いたreprogramming技術を応用して、iPanc作製の実現に邁進したいと考える。さらに、hiGutから機能的なhiPancを臓器として分化誘導しin vitroならびにin vivo移植モデルでグルコース応答性などを評価する予定である。
|
| Causes of Carryover |
計画は概ね進んでいるが、今年度購入予定していた試薬および機器類を次年度に購入する予定としたため、残額が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度の残額と今年度の交付金額を用いて、計画通り備品、試薬等を購入する予定である。
|
Research Products
(6 results)
-
-
[Journal Article] Long-term persistence and development of induced pancreatic beta cells generated by lineage conversion of acinar cells.2014
Author(s)
Li W, Cavelti-Weder C, Zhang Y, Clement K, Donovan S, Gonzalez G, Zhu J, Stemann M, Xu K, Hashimoto T, Yamada T, Nakanishi M, Zhang Y, Zeng S, Gifford D, Meissner A, Weir G, Zhou Q.
-
Journal Title
Nature Biotechnology
Volume: 32
Pages: 1223-1230
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
