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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of chondrocyte differentiation method from human iPS cells

Research Project

Project/Area Number 26293330
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢野 文子  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80529040)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords整形外科学 / 軟骨再生
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、変形性関節症への応用を目標に、低分子化合物を用いたヒトiPS細胞を用いた軟骨細胞の誘導法の開発を行ってきた。様々なスクリーニングの結果、初期分化にはWNTシグナルに関連する物質Xを用いた。Xの濃度と作用させる日数を詳細に検討し、中胚葉分化に至る最適条件を絞り込んだ。中胚葉分化から軟骨分化を誘導する因子として、こちらも様々な化合物を検討し、物質Yを選んだ。Yを開始するタイミング、使用する濃度、培養日数についても詳細に検討し、フィーダーフリーで未分化の状態に維持したヒトiPS細胞から軟骨細胞マーカーであるSOX9、COL2A1が著明に上昇するまで5日間、さらにCOL11A2などの成熟軟骨マーカーが上昇するまで9日間、というプロトコールを確立することに成功した。詳細な条件は今後発表される論文を参照されたい。
たった2種類の化合物を用いてヒトiPS細胞から軟骨細胞を分化誘導することから、この方法をtwo compounds (2C)法と命名した。この2C法は、従来の7-9種類のサイトカインを用いる方法と比べて、軟骨細胞分化誘導に有する期間が短かった。またフローサイトメトリーを用いて解析したところ、サイトカイン法ではどうしても分化し損ねたNanog陽性の未分化細胞がごく少数混じってしまうのに対し、2C 法では0%と、極めて優れた分化誘導法であることが分かった。今後はこの分化誘導法を用いた軟骨再生医療の技術開発のほか、軟骨がどのように誘導されるのかを調べるツールとしても活用していく計画である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Different Regulation of Limb Development by p63 Transcript Variants.2017

    • Author(s)
      Kawata M, Taniguchi Y, Mori D, Yano F, Ohba S, Chung UI, Shimogori T, Mills SS, Tanaka S, and Saito T
    • Journal Title

      PLOS One

      Volume: 12 Pages: e0174122

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0174122

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Targeting Gene Expression to Specific Cells of Kidney Tubules in vivo, using Adenoviral Promoter Fragments.2017

    • Author(s)
      Watanabe S, Ogasawara T, Tamura Y, Saito T, Ikeda T, Suzuki N, Shimosawa T, Shibata T, Chung UI, Nangaku M, Uchida S.
    • Journal Title

      PLOS One

      Volume: 12 Pages: e0168638

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0168638

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of Chondrocyte Survival in Mouse Articular Cartilage by p63.2017

    • Author(s)
      Taniguchi Y, Kawata M, Chang SH, Mori D, Okada K, Kobayashi H, Sugita S, Hosaka Y, Inui H, Taketomi S, Yano F, Ikeda T, Akiyama H, Mills AA, Chung UI, Tanaka S, Kawaguchi H, and Saito T
    • Journal Title

      Arthritis Rheumatol.

      Volume: 69 Pages: 598-609

    • DOI

      10.1002/art.39976

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Biphasic regulation of chondrocytes by Rela through induction of anti-apoptotic and catabolic target genes.2016

    • Author(s)
      Kobahashi H, Chang SH, Mori D, Itoh S, Hirata M, Hosaka Y, Taniguchi Y, Okada K, Mori Y, Yano F, Chung UI, Akiyama H, Kawaguchi K, TanakaS, and Saito T
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 7 Pages: 13336

    • DOI

      10.1038/ncomms13336

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Messenger RNA delivery of a cartilage-anabolic transcription factor as a disease-modifying strategy for osteoarthritis treatment.2016

    • Author(s)
      Aini H, Itaka K, Fujisawa A, Uchida H, Uchida S, Fukushima S, Kataoka K, Saito T, Chung UI, Ohba S
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 18743

    • DOI

      10.1038/srep18743

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 過剰な力学的ストレス負荷による関節軟骨変性の分子メカニズム2016

    • Author(s)
      齋藤琢
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-12-02
    • Invited
  • [Presentation] 変性性関節症の制御メカニズム2016

    • Author(s)
      齋藤琢
    • Organizer
      Orthopedic Research Club
    • Place of Presentation
      木更津
    • Year and Date
      2016-11-19
    • Invited
  • [Presentation] 過剰な力学的ストレスによる関節軟骨異化のメカニズム2016

    • Author(s)
      齋藤琢
    • Organizer
      第10回骨軟骨フロンティア
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-11-05
    • Invited
  • [Presentation] Regulation of Articular Cartilage Homeostasis and Osteoarthritis Development by the NF-kappaB signaling.2016

    • Author(s)
      Taku Saito
    • Organizer
      2016 Cold Spring Harbor Asia Conference on Bone & Cartilage
    • Place of Presentation
      Suzhou, China
    • Year and Date
      2016-10-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Notch・Hes1による軟骨細胞の制御機構2016

    • Author(s)
      齋藤琢
    • Organizer
      第31回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2016-10-13
    • Invited
  • [Presentation] 過剰な力学的ストレスによる関節軟骨異化のメカニズム2016

    • Author(s)
      齋藤琢
    • Organizer
      第34回日本骨代謝学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-07-21
    • Invited
  • [Presentation] Perspective of disease-modifying osteoarthritis drugs2016

    • Author(s)
      Taku Saito
    • Organizer
      第3回アジア太平洋骨代謝学会議
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-07-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 東京大学医学部整形外科

    • URL

      http://www.u-tokyo-ortho.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 軟骨細胞の製造方法2016

    • Inventor(s)
      齋藤琢、ほか
    • Industrial Property Rights Holder
      齋藤琢、ほか
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-163872
    • Filing Date
      2016-08-24

URL: 

Published: 2019-12-27  

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