| Project/Area Number |
22KJ0150
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| Project/Area Number (Other) |
22J23097 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 56060:Ophthalmology-related
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
遠藤 由佳 岩手大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | ダイレクトリプログラミング / 遺伝子治療 / 再生医療 / 網膜色素変性症 / ミュラー細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、転写因子の導入や低分子化合物への曝露により、多能性幹細胞を経由せずに最終分化した細胞を目的の細胞に変換する“ダイレクトリプログラミング”を応用した再生医療研究が活発に進められている。本研究では、ポリシストロニックベクターを用いた視細胞分化を制御する転写因子群の導入及び低分子化合物や液性因子を用いた分化誘導により、網膜特異的グリア細胞であるミュラー細胞から光受容能を持つ成熟視細胞へのin vitroリプログラミング法確立を目指す。またこの手法を応用し、網膜中のミュラー細胞から視細胞を誘導する手法を構築することで、網膜色素変性症により低下した視機能を回復する低侵襲性の新規治療法確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
“ダイレクトリプログラミング” は、最終分化した細胞を目的の細胞に運命転換する技術であり、生体中でも目的の細胞を誘導できることから、再生医療への応用が期待されている。当該研究分野では、視細胞への分化を促進する4種類の転写因子（以下、4因子）を細胞に導入することで視細胞への分化を誘導することが確認されている。そこで本研究では、ポリシストロニックベクターを用いて4因子を導入し、低分子化合物や液性因子を用いて細胞内シグナルを調節することで、網膜ミュラー細胞（以下、ミュラー細胞）から光応答能を持つ成熟視細胞を高効率で誘導する手法の構築を達成し、生体中で視細胞を誘導することで、視細胞変性により低下した視機能を回復する低侵襲性の治療法構築を目指す。
令和6年度は、4因子を導入した細胞を視細胞への分化を誘導するために必要な化合物を探索するため、令和4年度に作製したスクリーニング細胞株を用いて化合物スクリーニングを行った。また4因子の導入により、遺伝子の発現変動や細胞内経路の亢進及び低下がみられるか確認するため、RNA-seqによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。実験の結果、4因子を導入した細胞株では、対象群と比較して、ミュラー細胞の脱分化や視細胞の発達を促進する細胞内経路や、神経細胞を構成する分子や神経細胞の機能に関連する遺伝子群の発現上昇が見られた一方で、細胞増殖を亢進する遺伝子群の発現低下が見られた。この結果から、4因子を導入したミュラー細胞は神経細胞方向への分化傾向にあると考えられる。
本研究により、ミュラー細胞に対して、ポリシストロニックベクターによる4因子の導入と化合物を添加により視細胞方向への分化を促すこと、4因子の導入でも神経細胞方向への分化を促すことができると示唆された。本研究により得られた知見は、網膜色素変性症の治療法確立や視細胞変性疾患の病態解明に寄与すると期待される。
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