2014 Fiscal Year Research-status Report
胎児に対する新規の同種異系幹細胞移植システムを用いた治療戦略の創成
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26670515
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| Research Institution | National Research Institute for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
井原 規公 独立行政法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, リサーチアソシエイト (50425716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅澤 明弘 独立行政法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 部長 (70213486)
阿久津 英憲 独立行政法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 部長 (50347225)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 胎児治療 / 免疫寛容 / 細胞移植 / 先天性代謝異常症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜胎児移植治療モデルの確立＞
胎児幹細胞移植治療のマウスモデルにおいて、既に諸研究によって確立された手法（卵黄嚢静脈内投与）を用いてドナー細胞を生着させた。このプロトコールでは、通常の成体マウスモデルでの移植に比べて効率よくドナー細胞が生着することが確認された。
＜疾患マウスを用いた幹細胞移植モデルの確立＞
先天性代謝異常症マウス用いて胎児幹細胞移植治療を行い、治療効果について検討を行った。体外受精および胚移植によって疾患マウス胎仔を妊娠した同種異系マウスモデルを作成し、母体にとっては免疫寛容であるが胎仔にはallogeneicである骨髄由来の造血幹細胞を妊娠14.5日目に経静脈的に投与した。ドナー細胞の永続的生着が血液中以外にも酵素染色や免疫染色で脳を含む各組織に確認された。
＜治療効果が十分得られるレベルのキメリズム獲得が可能な治療法の開発＞
ドナー細胞が生着した先天性代謝異常症マウスを用いて、ドナー細胞の生着率と症状の改善の有無と程度について検討を行った。ドナー細胞の生着率が低い個体では、ドナー細胞が確認される組織も少なく発育も不良ではあるが、未治療のマウスに比べると治療効果が確認された。生着率が高い個体においてはより多くの組織でドナー細胞が確認され、生殖能力が回復した雄マウスの精巣上体では筋上皮細胞に分化していた。血清中の酵素活性は極めて低かったがドナー細胞の生着率に比例しており、骨格の改善と寿命延長が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度の研究実施計画の通り、腹腔内投与に比べて卵黄嚢静脈内への造血幹細胞の投与では効率よくドナー細胞が生着することが確認された。さらに、疾患マウスを用いた造血幹細胞移植を行ったところ血液中のみならず様々な組織にドナー細胞が観察され、骨格･体重･顔貌・寿命・生殖能力などの表現型が改善していたマウスも存在していたことから、治療効果がもたらされたことは明らかである。
動物実験に関しては、大動物を用いて治療効果を検討する段階になったと考えられることから、順調な進捗であると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
先天性代謝異常症などの遺伝性疾患のなかには胎児期にすでに病状が進行しており、胎児自身の細胞を増殖させて遺伝子導入するなどの時間的猶予がない疾患も多い。細胞移植治療では母由来の細胞などをあらかじめ準備することが可能であり、①胎児期に進行する病態の増悪を軽減する、②抗癌剤等の免疫抑制剤が不要となる細胞を選択できる、③細胞数が少なくてよい、④癌化しないことが確認されている細胞を使用することができる等の利点がある。特に造血幹細胞が生着した場合においては、同じドナー由来の細胞や臓器が生後に拒絶されないことは特筆すべき特徴である。また、日本人においてはHLAが一致する割合が諸外国に比べて高く、あらかじめ製品化された幹細胞を備蓄しておくという戦略がiPS細胞においては現実化されつつある。本研究では、ドナー造血幹細胞を胎児期の疾患動物に生着させて直接治療効果を確認、もしくは二次的なドナー由来の間葉系幹細胞の移植により、新しい治療法を確立することが目的である。胎児期に行われる再生医療に対しては、既に確立されている幹細胞移植を応用する意義は大きい。
＜ヒト幹細胞（iPS細胞・間葉系幹細胞）の規格化＞
倫理委員会によって承認された条件で提供されたヒト由来細胞から誘導したiPS細胞や間葉系幹細胞に対して、網羅的発現遺伝子解析（Affymetrix社GeneChipによる解析）ならびにモノクローナル抗体を用いた既知の分子発現解析を行う。
＜異種動物成分を排除したヒト幹細胞培養法・維持法の標準化（完全ヒト型培養システムの開発）＞
臍帯血・羊水・子宮内膜・月経血・胎盤・脂肪などのヒト組織をiPS細胞や間葉系幹細胞の供給源とする。ヒト血清ならびにヒト液性因子のみ、あるいは無血清培地を用いた培養法の開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
疾患マウスに関してはすでに研究室で維持している系統を繁殖させたことから、新たな購入が必要なく高額の経費削減が可能となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
iPS細胞などの培養のために高価な培地が必要となり、また、解析のために試薬の購入を予定している。
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[Journal Article] ATM Regulates Adipocyte Differentiation and Contributes to Glucose Homeostasis.2015
Author(s)
Takagi M, Uno H, Nishi R, Sugimoto M, Hasegawa S, Piao J, Ihara N, Kanai S, Kakei S, Tamura Y, Suganami T, Kamei Y, Shimizu T, Yasuda A, Ogawa Y, Mizutani S
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Journal Title
Cell reports
Volume: 10
Pages: 957-967
DOI
Peer Reviewed / Open Access
