Immortalization of normal human neudoendocrine cells

• Project/Area Number: 19K22670
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 清野 透 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, プロジェクトリーダー (10186356)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 神経内分泌細胞 / 不死化 / 下垂体

Outline of Research at the Start

無限に増幅可能な機能性神経内分泌細胞を樹立すれば、安価な細胞移植療法の実現を加速させることができる。本研究では不死化遺伝子を、神経内分泌細胞のペプチドホルモン遺伝子プロモーター依存的に発現させることにより、インスリン、グルカゴン、GH、TSHなどのペプチドホルモン産生機能を維持したまま、無限増殖させることで、人工膵島、人工下垂体の作出を目指し安価で早期実現可能な再生医療技術創出のための研究基盤を確立する。本研究による技術開発はiPS細胞から誘導され純化された薬事的にも問題のない組織特異的前駆細胞の無限増幅にも応用可能であり、本研究の成果は再生医療全体を飛躍的に加速させる可能である。

Outline of Annual Research Achievements

樹立済みの消化管由来神経内分泌腫瘍細胞株やMerkel細胞がん、由来不明の神経内分泌腫瘍の余剰検体より得られたMCPyV陽性のMerkel細胞がんとMCPyV陰性のMerkel細胞がん細胞株の培養条件至適化を試みた。至適化した培養条件を参考にして、下垂体ホルモン産生腫瘍の培養を行い細胞株を樹立した。しかし、樹立されたGHoma由来の細胞株は上皮生細胞株であるもののGH産生が確認されなかった。LHoma, TSHomaについても初期培養に成功している。しかし、ACTHomaからの細胞は初期培養が困難で、新たな培養条件、不死化方法が必要と考えた。コンディショナルに不死化した細胞株を樹立すれば、不死化前の細胞に対する培養条件の至適化も容易になるため、rtTA (tetOff)蛋白と、rtTAにより活性化するTREをもつpromoterから変異CDK4 (CDK4R24C), cyclin D1を発現するPiggyBACベクターを作成した。さらに、ACTHホルモン産生細胞株を樹立するため、ACTH産生細胞のみを不死化できるようPOMCプロモーターをクローニングし、rtTA (tetOff)蛋白をACTH産生細胞のみで発現するように改変したPiggyBACベクターの作成を進めている。これらのベクターをiPSCへ導入し、名大　須賀秀隆博士、佐藤好隆博士ならびに高知大学　西山充博士の協力を得てiPSCから下垂体細胞への分化誘導系で下垂体に分化したホルモン産生細胞を不死化する計画を新たに進めている。一方、新型コロナウイルスの影響で手術検体の受け入れ数が少なくなったため、凍結保存済みの検体から培養を開始し不死化を試みている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの影響で手術検体の受け入れ数が少なくなったため、凍結保存済みの検体から培養を開始し不死化を試みている。

Strategy for Future Research Activity

凍結保存済みの検体から培養を開始し不死化に加え、iPS細胞からin vitroで分化させた下垂体細胞の不死化を試みる。具体的には、これまでに初期培養にも成功していないACTHを産生するACTHomaの下垂体腫瘍を樹立するため、rtTA (tetOff)蛋白と、rtTAにより活性化するTREをもつpromoterから変異CDK4 (CDK4R24C), cyclin D1を発現するPiggyBACベクターを作成した。またPOMCプロモーターをクローニングし、rtTA (tetOff)蛋白をACTH産生細胞のみで発現するように改変したPiggyBACベクターの作成を進めている。さらに、これらのベクターをiPSCへ導入し、名大　須賀秀隆博士、佐藤好隆博士ならびに高知大学　西山充博士の協力を得てiPSCから下垂体細胞への分化誘導系で下垂体に分化したホルモン産生細胞を不死化する計画を新たに進める。