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インユーテロ幹細胞移植による動物体内を利用したヒト血液・臓器作出

Research Project

Project/Area Number 18K06023
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

関 信輔  秋田大学, バイオサイエンス教育・研究サポートセンター, 准教授 (60749167)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西島 和俊  秋田大学, バイオサイエンス教育・研究サポートセンター, 准教授 (70435874)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords幹細胞移植 / インユーテロ法 / インユーテロ / 臓器作出
Outline of Annual Research Achievements

移植可能な臓器を患者自身の細胞から作ることは再生医療の重要な目標の1つである。臓器欠損動物の胚盤胞期胚に正常多能性幹細胞をインジェクションによる臓器作出「胚盤胞補完法」で、キメラ動物体内に膵臓・腎臓などの生産が報告されている。しかしながら、ヒトへ応用するにあたって、キメラ形成能のあるヒトiPS細胞が樹立できていない、あるいはヒト細胞が動物の神経や生殖腺に寄与してしまうことを懸念する倫理的問題の解決が必要である。本研究では、血液あるいは臓器欠損マウス胎仔に分化運命の決定している前駆細胞を局所的に移植する方法で動物体内での臓器作出が可能かどうかを検証する。
ゲノム編集技術により、造血幹細胞の分化・増殖に関与している遺伝子のノックアウトを試みたところ、すべての胎仔の標的遺伝子はノックアウトされていた。そして、血液欠損マウス胎仔に異系統(GFP系統)由来の造血幹細胞をインユーテロ移植したところ、移植が成功していない場合は、胎仔は出生直後に発生停止したが、移植が成功していた胎仔は2ヶ月後でも生存していた。また、そのマウスの血液はGFP蛍光を示しており、異系統由来の血液を補完することに成功した。赤血球、血小板、単球、リンパB細胞、リンパT細胞はGFP蛍光を示し、赤血球だけでなく免疫細胞についても異系統間での補完に成功した。そして、免疫不全マウス(B細胞T細胞欠損)にラット造血幹細胞(赤色蛍光)を移植したところ、ラットT細胞がマウス体内で補完されていた。また、ラット由来の赤血球、血小板も産生されていた。現在、異種間(マウス体内でのラット血液産生あるいはラット体内での血液産生)を目指した研究をすすめてており、ラットにおいても遺伝子のノックアウト、インユーテロ移植が可能であることがわかってきている。その研究の基礎的な研究として、材料に用いるラット1細胞期胚の凍結保存法の開発に成功している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

所属教員の異動後、所属教員数が減り、研究を実施する時間が限られていたため。令和4年4月に新しい教員が着任したことによりこの理由は解決された。

Strategy for Future Research Activity

ラットにおいても、遺伝子をノックアウトすることができるようになったとともに、ラットにおけるインユーテロ移植が可能な方法もわかってきたため、異種間(マウス体内でのラット血液産生あるいはラット体内での血液産生)を試みる。

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(24 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Stanford University(米国)

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  • [Journal Article] Small-volume vitrification and rapid warming yield high survivals of one-cell rat embryos in cryotubes2021

    • Author(s)
      Fukuda Y, Higashiya M, Obata T, Basaki K, Yano M, Matsumura K, Ono K, Ohba T, Okamoto Y, Nishijima K, Seki S
    • Journal Title

      Biology of Reproduction

      Volume: ioab059 Pages: 258-266

    • DOI

      10.1093/biolre/ioab059

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Characteristic features of newly established specific pathogen-free albino large rabbit (JW-AKT): Comparison with Japanese White and New Zealand White rabbits2019

    • Author(s)
      Matsuda Y, Shibata Y, Basaki K, Fukuda Y, Takaki N, Maeda T, Hirao M, Yano M, Higashiya M, Obata T, Seki S, Nishijima K
    • Journal Title

      J. Vet. Med. Sci.

      Volume: 81 Issue: 5 Pages: 739743-739743

    • DOI

      10.1292/jvms.18-0758

    • NAID

      130007655990

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
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  • [Journal Article] 潜性致死遺伝子を標的としたゲノム編集法について2019

    • Author(s)
      場﨑 恵太, 福田 康義, 矢野 愛美, 東谷美沙子, 小畑 孝弘, 関 信輔, 西島 和俊
    • Journal Title

      九州実験動物雑誌

      Volume: 34 Pages: 4551-4551

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  • [Journal Article] Vitrification of one-cell mouse embryos in cryotubes2018

    • Author(s)
      Seki S, Basaki K, Komatsu Y, Fukuda Y, Yano M, Matsuo Y, Obata T, Matsuda Y, Nishijima K.
    • Journal Title

      Cryobiology

      Volume: 81 Pages: 132-137

    • DOI

      10.1016/j.cryobiol.2018.01.013

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  • [Journal Article] 絶滅危惧種メダカの保全, 超低温保存した細胞からメダカの復元に成功2018

    • Author(s)
      関 信輔
    • Journal Title

      青淵

      Volume: 1 Pages: 8-10

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  • [Presentation] 急速融解に着目した細胞の超低温保存法の開発2021

    • Author(s)
      関 信輔
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      2021年度日本伝熱学会東北支部 秋季セミナー
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  • [Presentation] 最少容量ガラス化法と急速融解によるクライオチューブを用いたラット1細胞期胚ガラス化保存法2021

    • Author(s)
      福田康義, 及川剛宗, 東谷美沙子, 小畑孝弘,矢野愛美, 川辺敏晃, 関 信輔
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      第7回 東北動物実験研究会
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  • [Presentation] 急速融解によるクラオチューブを用いたウサギ胚のガラス化保存2021

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      関 信輔, 福田康義, 小畑孝弘, 及川剛宗, 矢野愛美, 東谷美沙子,前田 達弘, 高井直史, 西島和俊, 松田幸久
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      Cryopreservation Conference 2021
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    • Author(s)
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 矢野愛美, 及川剛宗, 川辺敏晃, 尾野恭一, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
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      第114回 日本繁殖生物学会
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  • [Presentation] 生殖幹細胞の凍結保存と代理親への移植による絶滅危惧種の復元2020

    • Author(s)
      関 信輔
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      令和2年度秋田産学官ネットワーク運営会議(秋田県内会議 招待講演・記念講演)
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 急速融解によるCryotubeを用いたラット1細胞期胚のガラス化保存2020

    • Author(s)
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 場﨑恵太, 矢野愛美, 尾野恭一, 大場貴喜, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
    • Organizer
      第61回 日本卵子学会学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 急速融解によるクライオチューブを用いたラット1細胞期胚ガラス化保存2020

    • Author(s)
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 場﨑恵太, 矢野愛美, 尾野恭一, 大場貴喜, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2020
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 潜性致死遺伝子を標的とした効率的なゲノム編集マウスの作出2020

    • Author(s)
      場﨑恵太, 矢野愛美, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 福田康義, 関 信輔, 西島和俊
    • Organizer
      第67回 日本実験動物学会総会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Vitrification of mouse and rabbit zygotes; effect of rapid warming.2019

    • Author(s)
      Seki S, Obata T, Basaki K, Komatsu Y, Fukuda Y, Yano M,Higashiya M, Matsuda Y, Nishijima K
    • Organizer
      The 56th Annual meeting of the society for Cryobiology
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of embryo use efficiency in generation of gene-modified rabbit.2019

    • Author(s)
      Nishijima K, Tajima S, Fukuda Y, Basaki K, Yano M,Higashiya M, Sato Y, Obata T, Seki S
    • Organizer
      The 8th International Congress of Rabbit Biotechnology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 実験動物メダカの生殖幹細胞移植による遺伝資源保全2019

    • Author(s)
      関 信輔
    • Organizer
      東北動物実験研究会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] クライオチューブを用いた低濃度耐凍剤液でのラット1細胞期胚のガラス化保存2019

    • Author(s)
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 場﨑恵太, 矢野愛美, 尾野恭一, 大場貴喜, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2019
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クライオチューブを用いた低濃度耐凍剤液でのラット1細胞期胚のガラス化保存2019

    • Author(s)
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 場﨑恵太, 矢野愛美, 尾野恭一, 大場貴喜, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
    • Organizer
      東北生理談話会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クライオチューブを用いた低濃度耐凍剤液でのマウス1細胞期胚のガラス化保存2018

    • Author(s)
      関 信輔, 場﨑恵太, 福田康義, 矢野愛美, 小畑孝弘, 東谷美沙子, 松田幸久, 西島和俊
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2018
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 急速融解による低濃度耐凍剤液を用いたマウス胚のガラス化保存2018

    • Author(s)
      関 信輔, 場﨑恵太, 福田康義, 矢野愛美, 小畑孝弘, 東谷美沙子, 松田幸久, 西島和俊
    • Organizer
      低温生物工学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 急速融解によるマウス1細胞期胚のガラス化保存2018

    • Author(s)
      関 信輔, 場﨑恵太, 小松幸恵, 福田康義, 矢野愛美, 松尾悠平, 小畑孝弘, 松田幸久, 西島和俊
    • Organizer
      日本実験動物学会総会
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  • [Book] Cryopreservation and Transplantation of Medaka Germ Cells, Medaka: Biology, Management, and Experimental Protocols2019

    • Author(s)
      Naruse K, Kezuka F, Seki S, Lee S, Yoshizaki G
    • Total Pages
      344
    • Publisher
      WILEY Blackwell
    • ISBN
      9781119575290
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 哺乳動物初期胚の凍結保存方法2019

    • Inventor(s)
      関信輔 福田 西島 場﨑 矢野 小畑 東谷 尾野
    • Industrial Property Rights Holder
      秋田大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-133275
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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