2014 Fiscal Year Research-status Report
ヒト体細胞から網膜視細胞への再生分化における杆体・錐体の運命決定と機能獲得
| Project/Area Number |
25670741
|
|---|
| Research Institution | National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
|---|
Principal Investigator |
世古 裕子 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 感覚機能系障害研究部, 視覚機能障害研究室長 (60301157)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東 範行 独立行政法人国立成育医療研究センター, 感覚器・形態外科部, 医長・室長 (10159395)
梅澤 明弘 独立行政法人国立成育医療研究センター, 再生医療センター, 副所長/再生医療センター長 (70213486)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 網膜視細胞 / 杆体 / 錐体 / ダイレクト・リプログラミング / 皮膚線維芽細胞 / 転写因子 / 誘導視細胞 / 光応答 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
感覚の約90%を占める視覚におけるセンサーである網膜は、１度損傷を受けると回復は困難である。網膜変性疾患は失明原因の約３割を占め、視力を司る網膜視細胞（錐体）が集中している黄斑が変性に陥ると不可逆的な視力低下にいたる。失われた視覚の再生を目指し、網膜再生の研究が行われるようになり、最近では、ES細胞/iPS細胞から網膜様組織まで分化誘導する技術が報告された（Eiraku, et al. 2011）。しかし、誘導には数か月を要する。網膜視細胞は、明暗を司る杆体細胞と色と形を司る錐体細胞とから成っており、網膜変性疾患はその変異遺伝子・蛋白の局在によって、杆体細胞あるいは錐体細胞が先行して変性する。杆体細胞と錐体細胞との作り分けは重要な課題である。我々は、ヒト体細胞からヒト網膜細胞に直接的分化誘導法（ダイレクト・リプログラミング）によって網膜視細胞に分化誘導する研究を行い（Seko et al. 2012、Seko et al.2014）、網膜錐体細胞と網膜杆体細胞それぞれの分化過程について、視細胞の前駆細胞と言われるものからそれぞれの幹細胞へと分化するのではなく、視細胞の前駆細胞から網膜錐体細胞に分化し、その延長線上で網膜杆体細胞に分化するということが示唆されている（Seko et al. 2012）。
ヒト体細胞としては、虹彩細胞と皮膚線維芽細胞を用いてきたが、末梢血単核細胞も用い始めている。採血のみ採取できる末梢血由来細胞を細胞ソースとできればメリットは大きい。末梢血由来細胞には細胞質型RNAウィルスベクターが有効であり、細胞質型RNAウィルスベクターは発生過程の時系列に沿った分化誘導を行うことを可能にした。
直接的分化誘導法による網膜視細胞の再生技術を確立し、再生医療のみならず、網膜変性過程に抑制的に働く薬剤のスクリーニング、網膜変性疾患のメカニズム研究などに貢献するツールとして提案することを目指している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
網膜錐体細胞と網膜杆体細胞それぞれの分化過程について、視細胞の前駆細胞と言われるものからそれぞれの幹細胞へと分化するのではなく、視細胞の前駆細胞から網膜錐体細胞に分化し、その延長線上で網膜杆体細胞に分化するという仮説について、当初は、T3SSを用いて発生過程の時系列に沿った分化誘導を行い検証する予定であったが、細胞質型RNAウィルスベクターが効率よく一次的に転写因子の高発現を可能にすることがわかり、T3SSの代わりに用いることにした。これによって、仮説の検証が可能となった。また、誘導視細胞の機能について、電気生理学的検討も行い、光応答を確認した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
・末梢血由来細胞から網膜視細胞への分化誘導について、杆体細胞への分化条件と遺伝子発現のタイムコース、誘導視細胞の光応答を明らかにする。
・遺伝子導入方法や増殖因子の改善や生体網膜の環境を模倣する等の改良を行い、発生分化の時系列を模倣した分化誘導系を構築し、最終分化した網膜視細胞をつくる。
|
| Causes of Carryover |
平成２６年度は、平成２５年度に行ったマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析実験の結果を解析することに時間をとられ、新規実験が少なめだった。また、平成２６年度は、「日本人常染色体劣性網膜色素変性症の遺伝子診断法に関する研究（厚労科研、平成２４年度～平成２６年度）」の最終年度となっており、エフォートを傾ける結果となってしまった。平成２７年度は、当該研究の最終年度となるため、こちらの研究にエフォートを傾け成果を出していく決意である。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後は、①末梢血由来細胞から網膜視細胞への分化誘導について、杆体細胞への分化条件と遺伝子発現のタイムコース、誘導視細胞の光応答を明らかにし、②遺伝子導入方法や増殖因子の改善や生体網膜の環境を模倣する等の改良を行い、発生分化の時系列を模倣した分化誘導系を構築し、最終分化した網膜視細胞をつくることを目指している。平成２６年度には、生体網膜の環境を模倣するために行うラット網膜の初代培養をわずかしか行うことができなかった。平成２７年度にはこれを集中的に行って分化誘導系を構築する。
|
Research Products
(7 results)
-
[Journal Article] Ataxia telangiectasia derived iPS cells show preserved x-ray sensitivity and decreased chromosomal instability.2014
Author(s)
Fukawatase Y, Toyoda M, Okamura K, Nakamura K, Nakabayashi K, Takada S, Yamazaki-Inoue M, Masuda A, Nasu M, Hata K, Hanaoka K, Higuchi A, Takubo K, Umezawa A.
-
Journal Title
Sci Rep
Volume: 4
Pages: 5421
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Notch inhibition allows oncogene-independent generation of iPS cells.2014
Author(s)
Ichida JK, TCW J, Williams LA, Carter AC, Shi Y, Moura MT, Ziller M, Singh S, Amabile G, Bock C, Umezawa A, Rubin LL, Bradner JE, Akutsu H, Meissner A, Eggan K.
-
Journal Title
Nat Chem Biol
Volume: 10(8)
Pages: 632-639
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
