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ヒトiPS細胞を利用した次世代栄養環境リスク評価系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H02154
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

白木 伸明  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70448520)

研究分担者 賈 慧娟  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (60456324)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードDOHaD / iPS細胞 / アミノ酸 / 膵臓 / 糖尿病 / 妊娠 / DOHAD / ヒトiPS細胞 / メチオニン / マウス / 微量元素 / DoHAD / iPS / 栄養環境 / リスク評価
研究成果の概要

我々は、ヒトの発生分化を模倣するiPS細胞を用いて栄養環境リスク評価系を構築し、栄養の過不足が臓器形成・機能に与える影響を定量的な評価を目指した。ヒトiPS細胞を用いた検討から単一アミノ酸を膵臓分化中期に単独で制限することでインスリン分泌臓器である膵臓β細胞への分化が阻害されることを見出した。これらは母親の摂取カロリー不足による子の糖尿病発症リスクの主原因と考えることが出来る。さらに、妊娠マウスを用いた検討で胎生期に限られた期間の単一アミノ酸制限が仔マウスの糖代謝異常を引き起こすことを見出した。以上より、iPS細胞分化系は胎生期における栄養環境リスク評価に充分に利用可能であることが確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したヒトiPS細胞分化系を用いた栄養環境リスク評価系とマウスを用いた検証手法を利用することで、胎生期の至適栄養環境を探ると共に糖尿病発症リスクを軽減する栄養介入法を見出すことが可能となり、健康寿命延伸研究を進める上での有用なツールとなる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Generation of human induced pluripotent stem cell-derived functional enterocyte-like cells for pharmacokinetic studies2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S, Honjo T, Iino K, Ishibe R, Leo S, Shimada T, Watanabe T, Ishikawa M, Maeda K, Kusuhara H, Shiraki N, Kume S.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 16 号: 2 ページ: 295-308

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2020.12.017

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent progress in pancreatic islet cell therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Sim Z.E, Shiraki N, Kume S
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration

      巻: 41 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s41232-020-00152-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coculture with hiPS-derived intestinal cells enhanced human hepatocyte functions in a pneumatic-pressure-driven two-organ microphysiological system2021

    • 著者名/発表者名
      Shinohara Marie、Arakawa Hiroshi、Oda Yuuichi、Shiraki Nobuaki、Sugiura Shinji、Nishiuchi Takumi、Satoh Taku、Iino Keita、Leo Sylvia、Kato Yusuke、Araya Karin、Kawanishi Takumi、Nakatsuji Tomoki、Mitsuta Manami、Inamura Kosuke、Goto Tomomi、Shinha Kenta、Nihei Wataru、Komori Kikuo、Sakai Yasuyuki、Kimura Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 5437-5437

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84861-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 臓器チップに要求される細胞組織ソースと細胞共用培地2020

    • 著者名/発表者名
      白木伸明、粂昭苑
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 52 ページ: 174-177

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] VMAT2 Safeguards β-Cells Against Dopamine Cytotoxicity Under High-Fat Diet?Induced Stress2020

    • 著者名/発表者名
      Sakano Daisuke、Uefune Fumiya、Tokuma Hiraku、Sonoda Yuki、Matsuura Kumi、Takeda Naoki、Nakagata Naomi、Kume Kazuhiko、Shiraki Nobuaki、Kume Shoen
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 69 号: 11 ページ: 26-33

    • DOI

      10.2337/db20-0207

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed analysis at a single-cell level of cells undergoing pancreatic differentiation.2020

    • 著者名/発表者名
      Shiraki S, Kume S.
    • 雑誌名

      J Diabetes Investig.

      巻: 11 号: 1 ページ: 20-21

    • DOI

      10.1111/jdi.13140

    • 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] 臓器チップに要求される細胞組織ソースと細胞共用培地2020

    • 著者名/発表者名
      白木伸明、粂昭苑
    • 雑誌名

      月刊細胞

      巻: 52 ページ: 10-13

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Collagen vitrigel promotes hepatocytic differentiation of induced pluripotent stem cells into functional hepatocyte-like cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakai S, Shibata I, Shitamichi T, Yamaguchi H, Takagi N, Inoue T, Nakagawa T, Kiyokawa J, Wakabayashi S, Miyoshi T, Higashi E, Ishida S, Shiraki N, Kume S
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 8 ページ: 042192-042192

    • DOI

      10.1242/bio.042192

    • 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] A culture substratum with net-like polyamide fibers promotes the differentiation of mouse and human pluripotent stem cells to insulin-producing cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kaitsuka Taku、Kojima Rie、Kawabe Masaaki、Noguchi Hirofumi、Shiraki Nobuaki、Kume Shoen、Tomizawa Kazuhito
    • 雑誌名

      Biomedical Materials

      巻: 14 号: 4 ページ: 045019-045019

    • DOI

      10.1088/1748-605x/ab261c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fetal androgen signaling defects affect pancreatic β-cell mass and function, leading to glucose intolerance in high-fat diet-fed male rats2019

    • 著者名/発表者名
      Harada Naoki、Yotsumoto Yusuke、Katsuki Takahiro、Yoda Yasuhiro、Masuda Tatsuya、Nomura Masayuki、Shiraki Nobuaki、Inui Hiroshi、Yamaji Ryoichi
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 317 号: 5 ページ: E731-E741

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00173.2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasticity of histone modifications around Cidea and Cidec genes with secondary bile in the amelioration of developmentally-programmed hepatic steatosis2019

    • 著者名/発表者名
      Urmi JF, Itoh H, Muramatsu-Kato K, Kohmura-Kobayashi Y, Hariya N, Jain D, Tamura N, Uchida T, Suzuki K, Ogawa Y, Shiraki N, Mochizuki K, Kubota T, Kanayama N.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 17100-17100

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52943-7

    • NAID

      120006716649

    • 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] iPS cell elimination in a cell sheet by methionine-free and 42 °C condition for tumor prevention.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuura K, Ito K, Shiraki N, Kume S, Hagiwara N, Shimizu T.
    • 雑誌名

      Tissue Eng Part C Methods.

      巻: 24 号: 10 ページ: 605-615

    • DOI

      10.1089/ten.tec.2018.0228

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 吸収腸上皮細胞への分化を促進する低分子化合物のスクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      石部隆之介、Sylvia Leo, 渡邊輝彦, 白木伸明、粂 昭苑
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コラーゲンビトリゲル膜と新規培地で培養したヒトiPS細胞由来小腸細胞の有用性2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊輝彦, 石川晶也, 石部隆之介, 加藤裕介, 白木 伸明, 粂 昭苑
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 薬物動態評価モデルとしてのヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞の開発2021

    • 著者名/発表者名
      吉田晋平、本荘貴之、飯生啓太、石部隆之介、Sylvia Leo、嶋田智花、渡邊輝彦、石川昌也、前田和哉、楠原洋之、白木伸明、粂昭苑
    • 学会等名
      第5回トランスポーター研究会関東部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒト肝細胞の接着性向上とMPSへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      白木伸明
    • 学会等名
      細胞アッセイ研究会シンポジウム 細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient Generation of Human iPS Cell-derived Pancreatic Beta Cells Using Microcarriers2020

    • 著者名/発表者名
      Jason Chng Yhongsheng、Nobuaki Shiraki、Shoen Kume
    • 学会等名
      The 19th Congress of the Japanese Society for Regenerative Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞肝臓分化誘導系を用いたDOHaDの検証2019

    • 著者名/発表者名
      五日市実侑、白木伸明、伊東宏晃、粂 昭苑
    • 学会等名
      第8回日本DOHaD学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 薬物動態評価モデルとしてのヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞の開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉田晋平、飯生啓太、石部隆之介、渡邊輝彦、石川晶也、白木伸明、粂 昭苑
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Elucidating the signal for intestinal differentiation2019

    • 著者名/発表者名
      Leo S, Honjo T, Iino K, Ishibe R, Shiraki N, Kume S
    • 学会等名
      日本生化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メチオニン除去培地とコラーゲンビトリゲル薄膜を用いて分化誘導したヒト iPS 細胞由来肝臓細胞を利用した薬物毒性試験系の構築2019

    • 著者名/発表者名
      柴田 伊真・下道 隆広・渡邊 輝彦・山口 宏之・白木 伸明・粂 昭苑
    • 学会等名
      細胞アッセイ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二臓器連結モデル型 Microphysiological System を用いた新鮮ヒト肝細胞とヒト iPS 細胞由来腸管上皮細胞の灌流共培養2019

    • 著者名/発表者名
      小田 雄一・篠原 満利恵・飯生 啓太・新谷 華梨・進 和美・佐藤 琢・荒川 大・白木 伸明・立野 知世・杉浦 慎治・粂 昭苑・加藤 将夫・金森 敏幸・木村 啓志・酒井 康行
    • 学会等名
      細胞アッセイ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Methionine metabolism regulates ESCs/iPSCs Differentiation2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Shiraki
    • 学会等名
      APNNO 2018 Biennial Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞の未分化維持や分化におけるアミノ酸の役割の解明2018

    • 著者名/発表者名
      白木伸明
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第12回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メチオニン除去培養によるヒトiPS細胞分化促進の機序解明2018

    • 著者名/発表者名
      日比 滉大、秋山 智彦、洪実、白木 伸明、粂 昭苑
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二臓器連結ー圧力駆動型Microphysiological Systemを用いたヒト肝細胞とヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞のリアルタイム灌流共培養2018

    • 著者名/発表者名
      小田 雄一・篠原 満利恵・飯生 啓太・新谷 華梨・進 和美・佐藤 琢・荒川 大・白木 伸明・立野 知世・杉浦 慎治・粂 昭苑・加藤 将夫・金森 敏幸・木村 啓志・酒井 康行
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Insulin supplement is essential in differentiating human induced pluripotent stem cells into pancreatic beta cells2018

    • 著者名/発表者名
      Erinn Sim Zixuan, Nobuaki Shiraki, Shoen Kume
    • 学会等名
      AOCE 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞から機能的な小腸吸収上皮細胞への新規分化誘導系の構築2018

    • 著者名/発表者名
      本荘 貴之, 飯生 啓太, 前田 和哉, 渡邊 輝彦, 石川 晶也 , 楠原 洋之, 白木 伸明 , 粂 昭苑
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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