疾患特異的iPS細胞を用いた鎖骨頭蓋異形成症の病態解明

• 研究課題/領域番号: 16K20428
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 齋藤 暁子 東京歯科大学, 歯学部, 助教 (90722835)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 疾患iPS細胞 / 骨芽細胞分化 / 鎖骨頭蓋骨異形成症 / RUNX2 / 疾患特異的iPS細胞 / iPS細胞

研究成果の概要

鎖骨頭蓋骨異形成症（CCD）由来iPS細胞（CCD-iPSCs）とCCD-iPSCsのRUNX2変異をCRISPR/Cas法により正常化したRevertant-iPSCsを樹立し、これらのiPSCsが多能性を示すことを確認した。骨分化誘導解析では、Revertant-iPSCsでのみALP、OSX、OCN、 DLX5などの骨芽細胞分化マーカーの発現上昇を認めた。ヌードラット頭蓋骨欠損部移植実験では、CCD移植群で骨閉鎖遅延を認め、骨体積、骨塩量ともにRevertant移植群より低下していた。以上の結果から、樹立したCCD-iPSCsは骨芽細胞分化異常に伴う骨石灰化障害を呈することがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Targeted reversion of induced pluripotent stem cells from patients with human cleidocranial dysplasia showed corrected osteoblastic differentiation both in vitro and in vivo. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ooki A, Nakamura T, Onodera S, Hayashi K, Hasegawa D, Kato H, Onda T, Watanabe A, Kosaki K, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Sakamoto T, Yamaguchi A, Sueishi K, Azuma T
  • 雑誌名: Stem Cell Res Ther 巻: 9 号: 1 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1186/s13287-017-0754-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gorlin syndrome-derived induced pluripotent stem cells are hypersensitive to Hedgehog-mediated osteogenic induction. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa D, Shino H, Onodera S, Nakamura T, Saito A, Onda T, Watanabe K, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Kosaki K, Yamaguchi A, Shibahara T, Azuma T
  • 雑誌名: PLos One 巻: 12 号: 10 ページ: e0186879-e0186879
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0186879
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of the combined use of enamel matrix derivative and atelocollagen sponge scaffold on osteoblastic differentiation of mouse induced pluripotent stem cells in vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Hisanaga Y.、Suzuki E.、Aoki H.、Sato M.、Saito A.、Saito A.、Azuma T.
  • 雑誌名: Journal of periodontal research 巻: 53 号: 2 ページ: 240-249
  • DOI: 10.1111/jre.12511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-layered mutatin in hedgehog-related genes in Gorlin syndrome may affect the phenotype. (2017)
  • 著者名/発表者名: Onodera S, Saito A, Hasegawa D, Watanabe K, Morita N, Nomura T, Shibahara T, Ohba S, Yamaguchi A, Azuma T
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12 号: 9 ページ: e0184702-e0184702
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0184702
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 鎖骨頭蓋骨異形成症由来iPS細胞を用いたRUNX2機能不全と核膜形態異常との関連 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤暁子，大木章生，澤田隆，中村貴，小野寺晶子，長谷川大悟，小崎健次郎， 末石研二，東俊文
  • 学会等名: 第17回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 鎖骨頭蓋骨異形成症患者由来iPS細胞の解析と骨組織分化との関連の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齋藤暁子，大木章生，中村貴，小野寺晶子，篠宏美，長谷川大悟，小崎健次郎，恩田健志，渡邊 章，柴原孝彦，末石研二，東俊文
  • 学会等名: 第35回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] iPS細胞を用いた顎骨疾患病態解明へのアプローチ (2017)
  • 著者名/発表者名: 東俊文
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 鎖骨頭蓋異形成症iPS細胞の核形態変化と核内マトリックスタンパク質異常のゲノム編集による正常化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東俊文，寺田総一郎
  • 学会等名: 第48回日本臨床分子形態学会総会・学術大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] Analyses of osteogenic differentiation in iPS cells derived from cleidocranial dysplasia patients (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito A, Oki A, Nakamura T, Onodera S, Shino H, Hasegawa D, Kosaki K, Onda T, Watanabe A, Shibahara T, Sueishi K, Azuma T
  • 学会等名: The joint annual scientific meetings of the endocrine society of Australia, the society for reproductive biology and the Australian and new Zealand bone and mineral society
  • 発表場所: Gold Coast
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] 鎖骨頭蓋骨異形成症患者由来iPS細胞の解析と骨組織分化との関連の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤暁子，大木章生，中村貴，小野寺晶子，篠宏美，長谷川大悟，小崎健次郎，恩田 健志，渡邊 章，柴原孝彦，末石研二，東俊文
  • 学会等名: 第34回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] 鎖骨頭蓋骨異形成症患者由来細胞を用いた疾患特異的iPS細胞の樹立と機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大木章生，坂本輝雄，長谷川大悟，柴原孝彦，東俊文，末石研二
  • 学会等名: 第26回日本顎変形症学会総会・学術大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2016-06-24
• [学会発表] Runx2ホモ欠損マウス由来iPS細胞を用いた骨芽細胞分化機構におけるRunx2非依存的経路の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青木栄人，鈴木瑛一，久永幸乃，佐藤正敬，小野寺晶子，篠宏美，齋藤暁子，齋藤淳，東俊文
  • 学会等名: 第301回東京歯科大学学会・例会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2016-06-04