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ヒト多能性幹細胞から6層構造を持つ成熟した大脳新皮質の分化誘導

研究課題

研究課題/領域番号 16H06897
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 医化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

坂口 秀哉  京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (30779153)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2017年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード神経発生 / 大脳オルガノイド / ヒト多能性幹細胞 / 再生医学 / 神経再生 / 大脳皮質オルガノイド
研究実績の概要

複雑な構造を持つ大脳新皮質は6層からなる層構造を持ち、運動・知覚・思考などの中枢として機能する一方で、その障害は様々な神経疾患の原因となるため、再生医療などの臨床応用も期待される神経領域の一つである。研究代表者はこれまで、3次元でのマウス・ヒト多能性幹細胞からの大脳新皮質への分化誘導条件を明らかにしてきた。しかしながら、これまでの報告では主に発生期の初期に相当する組織の誘導を行っており、生体で見られるような6層構造を持つ成熟した大脳新皮質組織の誘導は達成されていない。本年度は、パターニング因子の添加条件やガス透過性の改善などの培養条件を調整し、長期での安定した3次元培養を確立することで、ヒト多能性幹細胞(胚性幹細胞(ES細胞)、及びiPS細胞)より、3次元構造で6層構造を有する成熟した大脳新皮質組織の誘導条件の確立を行った。
具体的には、神経分化誘導法として確立されているSFEBq法を用いて、ヒトES及びiPS細胞から3次元での大脳皮質組織の誘導を行い(Kadoshima, Sakaguchi et al. PNAS. 2013)、安定的に神経上皮が形成される条件、長期培養を可能とする条件の検討を行い、血清非存在下の培養、40%酸素化の培養、ROCK inhibitorの高濃度での添加の3つの条件が、上皮構造が安定した長期培養を可能とするために必要であることを見出した。この、改変した分化誘導法によって、1層および4-6層を有する大脳新皮質組織の分化誘導に成功した。第4層を持つヒト多能性幹細胞由来の大脳新皮質組織の分化誘導は前例がなく、大脳の入力部の分化誘導に成功したという意義を持つものである。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 大脳皮質オルガノイド ―発生学的観点からの解説とその将来的展望2016

    • 著者名/発表者名
      坂口秀哉、永樂元次
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 34 ページ: 116-122

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の自己組織化能によって形成されるヒト多能性幹細胞由来の大脳組織~再生医療へ向けた課題と展望~2017

    • 著者名/発表者名
      坂口秀哉
    • 学会等名
      日本再生医療学会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Organ Regeneration 3D Stem Cell Culture & Manipulation2017

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Kadoshima, Hideya Sakaguchi, and Mototsugu Eiraku
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer New York
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2018-01-16  

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