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ヒト眼発生モデルSEAMを用いた角膜上皮発生機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K11480
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 眼科学
研究機関大阪大学

研究代表者

林 竜平  大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (70535278)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード多能性幹細胞 / 角膜上皮 / 表面外胚葉 / ラミニン / BMP / WNT / YAP / 眼発生 / 分化 / ECM / 神経堤 / 角膜
研究成果の概要

ヒト眼発生モデルであるSEAMを用いて、角膜上皮発生に寄与する成長因子およびECMに由来するシグナル伝達機構の解明を目的とした。p63遺伝子をEGFPで標識したノックインiPS細胞を樹立した。このiPS細胞株を用いてSEAM誘導を行ったところ、角膜上皮誘導には内在的BMPシグナルに加えWNTシグナル阻害が必須であることを明らかにした。ECMに関しては、SEAM誘導には眼組織に広く発現し、かつ、強いインテグリン結合能を有するラミニン511が重要であり、神経外胚葉と角膜上皮を含む表面外胚葉の発生分岐には、インテグリン-ラミニン結合に由来するYAPを介したシグナルが重要であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではヒトの眼発生を模倣した細胞モデルであるSEAMを用いて、特に角膜上皮の発生、分化の機序について調べた。角膜上皮は再生医療のための細胞源としてのニーズが高く、我々もiPS細胞を用いた角膜上皮再生医療の開発に取り組んできた。一方で、iPS細胞から角膜上皮を安定的かつ効率的に分化誘導することは容易ではない事も明らかとなってきた。本研究で得られた成果により角膜がどのように発生・分化するのかの理解が深まったことで、角膜上皮を得るための方法が改良され、より安定的かつ効率的に角膜上皮を得ることが可能となった。これにより、再生医療の課題でもあるコスト削減や安全性を高めることが可能になると期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 12件、 招待講演 22件) 図書 (5件)

  • [国際共同研究] Cardiff University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Cardiff University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cardiff University(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cell-Type-Specific Adhesiveness and Proliferation Propensity on Laminin Isoforms Enable Purification of iPSC-Derived Corneal Epithelium.2020

    • 著者名/発表者名
      Shibata S, Hayashi R, Kudo Y, Okubo T, Imaizumi T, Katayama T, Ishikawa Y, Kobayashi Y, Toga J, Taniguchi Y, Honma Y, Sekiguchi K, Nishida K.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports.

      巻: 14(4) 号: 4 ページ: 663-676

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2020.02.008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation and validation of a PITX2-EGFP reporter line of human induced pluripotent stem cells enables isolation of periocular mesenchymal cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Okubo T, Hayashi R, Shibata S, Kudo Y, Ishikawa Y, Inoue S, Kobayashi Y, Honda A, Honma Y, Kawasaki S, Nishida K.
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 295 号: 11 ページ: 3456-3465

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.010713

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] KLF4 prevents epithelial to mesenchymal transition in human corneal epithelial cells via endogenous TGF-β2 suppression2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Satoko、Hayashi Ryuhei、Hara Susumu、Sasamoto Yuzuru、Harrington Jodie、Tsujikawa Motokazu、Nishida Kohji
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 11 ページ: 249-257

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.08.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The secretome of adipose-derived mesenchymal stem cells attenuates epithelial-mesenchymal transition in human corneal epithelium.2019

    • 著者名/発表者名
      Shibata S, Hayashi R, Okubo T, Kudo Y, Baba K, Honma Y, Nishida K.
    • 雑誌名

      Regen Ther.

      巻: Jul 2:11 ページ: 114-122

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.06.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Use of homeobox gene expression patterns to determine anatomical regions of origin for body surface tissues derived from adult mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Okubo T, Hayashi R*, Shibata S, Kudo Y, Honma Y, Nishida K.
    • 雑誌名

      J Tissue Eng Regen Med.

      巻: 12(6) 号: 6 ページ: 1412-1419

    • DOI

      10.1002/term.2673

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] elective Laminin-Directed Differentiation of Human Induced Pluripotent Stem Cells into Distinct Ocular Lineages.2018

    • 著者名/発表者名
      Shibata S, Hayashi R*, Okubo T, Kudo Y, Katayama T, Ishikawa Y, Toga J, Yagi E, Honma Y, Quantock AJ, Skiguchi K and Nishida K.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 6;25(6) 号: 6 ページ: 1668-1679

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.10.032

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CD200 facilitates the isolation of corneal epithelial cells derived from human pluripotent stem cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi R*, Ishikawa Y, Katori R, Takayanagi H and Nishida K.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: Nov. 8(1) ページ: 16550-16550

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New in Vitro Model of GDLD by Knocking Out TACSTD2 and Its Paralogous Gene EpCAM in Human Corneal Epithelial Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Xu Peng、Kai Chifune、Kawasaki Satoshi、Kobayashi Yuki、Yamamoto Kouji、Tsujikawa Motokazu、Hayashi Ryuhei、Nishida Kohji
    • 雑誌名

      Translational Vision Science & Technology

      巻: 7 号: 6 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1167/tvst.7.6.30

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of a TALEN-mediated, p63 knock-in in human induced pluripotent stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yuki、Hayashi Ryuhei、Quantock Andrew J.、Nishida Kohji
    • 雑誌名

      Stem Cell Res

      巻: 25 ページ: 256-265

    • DOI

      10.1016/j.scr.2017.10.015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Self-Assembling Peptide Gel as a Vitreous Substitute: A Rabbit Study.2017

    • 著者名/発表者名
      Uesugi K, Sakaguchi H, Hayashida Y, Hayashi R, Baba K, Suganuma Y, Yokoi H, Tsujikawa M, and Nishida K
    • 雑誌名

      Investig Ophthalmol Vis Sc.

      巻: 1:58 号: 10 ページ: 4068-4075

    • DOI

      10.1167/iovs.17-21536

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution promoter map of human limbal epithelial cells cultured with keratinocyte growth factor and rho kinase inhibitor.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara M, Sasamoto Y, Hayashi R, Ishikawa Y, Tsujikawa M, Hayashizaki Y, Itoh M, Kawaji H, Nishida K.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 6:7(1) 号: 1 ページ: 2845-2845

    • DOI

      10.1038/s41598-017-02824-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coordinated generation of multiple ocular-like cell lineages and fabrication of functional corneal epithelial cell sheets from human iPS cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi R, Ishikawa Y, Katori R, Sasamoto Y, Taniwaki Y, Takayanagi H, Tsujikawa M, Sekiguchi K, Quantock AJ, Nishida K.
    • 雑誌名

      Nat Protoc.

      巻: Apr;12(4) 号: 4 ページ: 683-696

    • DOI

      10.1038/nprot.2017.007

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cell-Type-Specific Adhesiveness and Proliferation Propensity on Laminin Isoforms Enable Purification of iPSC-Derived Corneal Epithelium2020

    • 著者名/発表者名
      Shibata S, Hayashi R, Kudo Y, Okubo T, Imaizumi T, Katayama T, Ishikawa Y, Kobayashi Y, Toga J, Taniguchi Y, Honma Y, Sekiguchi K, Nishida K
    • 学会等名
      Gordon Conference Ocular Surface Biology and Pathology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いたin vitro眼発生2019

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      幹細胞の培養法・培養工学のためのコンソーシアム 第4回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-ordinated Generation of Ocular Cell Lineages from Pluripotent Stem Cells and its Application to Corneal Regenerative Medicine2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      第六回日中教育交流会_医療フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-ordinated generation of ocular cell lineages from pluripotent stem cells and its application to regenerative medicine2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      KSBB symposium 10th
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞を用いた角膜再生医療研究へのゲノム編集技術の利用2019

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      日本炎症再生医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-ordinated generation of ocular cell lineages from pluripotent stem cells using laminin isoforms and its application to regenerative medicine2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research 2019, Innovation Showcase
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PURIFICATION OF HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELL-DERIVED CORNEAL EPITHELIAL CELLS USING CELL TYPE-SPECIFIC ADHESIVENESS ON LAMININ ISOFORMS2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Shibata, Ryuhei Hayashi, Yuji Kudo, Toru Okubo, Tomohiko Katayama, Yuki Ishikawa, Yuki Kobayashi, Junko Toga, Yukimasa Taniguchi, Yoichi Honma, Kiyotoshi Sekiguchi, & Kohji Nishida
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research 2019, Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS細胞を用いた多系列眼細胞への分化誘導と角膜再生治療法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第89回九州眼科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラミニンアイソフォームを利用したiPS細胞の選択的運命制御とiPS角膜上皮細胞の単離2019

    • 著者名/発表者名
      柴田 峻,林 竜平,大久保徹,工藤裕司、片山朋彦,石川幸,小林由紀,栂純子,八木恵美子,谿口征雅,本間陽一,Andrew J. Quantock,関口清俊,西田幸二
    • 学会等名
      第51回日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラミニンアイソフォームを用いた多能性幹細胞からの眼細胞分化と再生医2019

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第51回日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞を用いた眼細胞分化と再生医療への応用2019

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第123回日本眼科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞による協調的な眼組織発生と角膜機能の再生2018

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      日本眼科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-ordinated generation of multiple ocular cell lineages and fabrication of corneal epithelial tissue from human iPS cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      Invited Lecture, Cardiff University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Co-Ordinated Generation of Multiple Ocular Cell Lineages and Fabrication of Functional Corneal Epithelial Cell Sheets from Human iPS cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      70th JSCB and 51st JSDB co-sponsored by Asia-Pacific Developmental Biology Network
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた眼細胞系列への分化誘導と角膜再生医療への利用2018

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第91回日本組織培養学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-Ordinated Generation of Multiple Ocular Cell Lineages and Fabrication of Corneal Epithelial Cell Sheets from Human iPS cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      The 12th Catholic International Stem Cell Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Co-Ordinated Generation of Multiple Ocular Cell Lineages and Fabrication of Corneal Epithelial Cell Sheets from Human iPS cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      2018 TERMIS World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた眼発生と角膜再生医療への応用2018

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第38回日本眼薬理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた多系列眼細胞への分化誘導と再生医療への応用2018

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      日本薬学会東海支部 特別講演会 兼 第52回岐阜薬科大学薬効解析学研究室セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-ordinated generation of ocular cells from human iPSCs and its application to corneal regenerative medicine2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      BBSRC JAPAN PARTNERING AWARD SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた角膜上皮発生と再生医療への応用2018

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      角膜カンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-Ordinated Generation of Multiple Ocular-Like Cell Lineages and Fabrication of Functional Corneal Epithelial Cell Sheets from Human iPSCs2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      Gordon Research Conformance 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CD200 IS A POTENTIAL NEGATIVE MARKER FOR ISOLATING HUMAN PLURIPOTENT STEM CELL-DERIVED CORNEAL EPITHELIAL CELLS2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi, Yuki Ishikawa, Tomohiko Katayama, and Kohji Nishida
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS細胞を用いた角膜再生医療2017

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第38回日本炎症再生医学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Corneal cells induction from human pluripotent stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hayashi
    • 学会等名
      Qingdao International Cornea Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた眼発生と再生医療への応用2017

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 学会等名
      第2回 幹細胞の培養法・培養工学のためのコンソーシアム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 眼科学2020

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      文光堂
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] プレシジョンメディシン2020

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 眼薬理vol332019

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      日本眼薬理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Retina Medicine2017

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      先端医学社
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 眼科2017

    • 著者名/発表者名
      林 竜平
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      金原出版
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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