細胞移植療法の最適化に向けた生体内移植細胞の非侵襲的検出技術の開発

• Project/Area Number: 23K18581
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 橋本 寿之 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (90528390)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 再生医療 / 細胞移植 / 心不全

Outline of Research at the Start

細胞移植療法はがんのみならず、様々な分野での臨床応用が期待されている。このような中、我々はヒトにおいて生体内の移植細胞を非侵襲的に評価できるシステムがあれば、臨床試験の成果をより有効に活用し、細胞移植療法の改善点を明らかにできると考えた。
よって、本研究の目的はヒトiPS細胞に特異的なマーカー蛋白を発現させ、このマーカーを非侵襲的な方法で検出する事により、移植した細胞を生体内で非侵襲的に評価する方法を確立する事である。

Outline of Annual Research Achievements

細胞移植療法はがんのみならず、様々な分野での臨床応用が期待されている。このような中、我々はヒトにおいて生体内の移植細胞を非侵襲的に評価できるシステムがあれば、臨床試験の成果をより有効に活用し、細胞移植療法の改善点を明らかにできると考えた。よって、本研究の目的はヒトiPS細胞に特異的なマーカー蛋白を発現させ、このマーカーを非侵襲的な方法で検出する事により、移植した細胞を生体内で非侵襲的に評価する方法を確立する事である。
iPS細胞由来の移植療法では、安全面において未分化細胞の混入や異所性の生着が懸念されている。そのため我々は未分化細胞及び分化心筋細胞を分別できるように2種類のマーカーの開発を計画した。
本年度はまずはヒトがん細胞ラインを用いて移植細胞標識システムの遺伝子設計を中心に取り組んだ。我々はヒトにおける遺伝子発現を解析した公共データーベースを用いてマーカーのペプチド配列候補を探索した。候補となった配列をヒト細胞に強制発現させ、免疫染色やウエスタンブロット法により、iPS細胞由来移植細胞を検出するマーカーと分化誘導した心筋細胞を検出するマーカーの遺伝子配列の条件検討を行った。その結果、細胞の生理機能に影響を与えない最小限の遺伝子配列設計を同定し、マーカー発言の心筋特異性も確認した。よって、我々はヒト培養細胞レベルで移植細胞が検出可能な標識システムの開発に成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでに培養細胞レベルで標識システムを検出する事に成功し、現在はiPS細胞における効果を検証中であり、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

現在はiPS細胞における標識システムの効果を検証中である。iPS細胞においても標識システムの検出が確認出来たら、今後は移植実験に向け、ゲノム編集による移植細胞標識システム導入ヒトiPS細胞株を樹立していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Machine learning in cardiology: Clinical application and basic research (2023)
  • Author(s): Komuro Jin、Kusumoto Dai、Hashimoto Hisayuki、Yuasa Shinsuke
  • Journal Title: Journal of Cardiology Volume: 82 Issue: 2 Pages: 128-133
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2023.04.020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MEF2C/p300-mediated epigenetic remodeling promotes the maturation of?induced cardiomyocytes (2023)
  • Author(s): Kojima Hidenori、Sadahiro Taketaro、Muraoka Naoto、Yamakawa Hiroyuki、Hashimoto Hisayuki、Ishii Ryota、Gosho Masahiko、Abe Yuto、Yamada Yu、Nakano Koji、Honda Seiichiro、Fujita Ryo、Akiyama Tatsuya、Sunagawa Yoichi、Morimoto Tatsuya、Tsukahara Toshifumi、Hirai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Ieda Masaki
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 18 Issue: 6 Pages: 1274-1283
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2023.05.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research