肝線維化治療の標的分子同定にむけたヒトiPS細胞由来肝組織様オルガノイドの開発

• 研究課題/領域番号: 18H02790
• 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53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 柿沼 晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30372444)
• 研究分担者: 朝比奈 靖浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00422692) ; 渡辺 守 東京医科歯科大学, 高等研究院, 特別栄誉教授 (10175127)
• 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: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: ヒトiPS細胞 / 肝前駆細胞 / 再生医学 / ゲノム編集 / 肝星細胞 / 疾患モデル / 肝線維化 / 胆管細胞 / 肝幹/前駆細胞 / iPS細胞

研究成果の概要

研究代表者らは、ヒトiPS細胞から病態を再現しうる新たな肝疾患病態解析モデルを構築することを目的に研究を行った。先天性肝線維症のモデルとして、ゲノム編集により疾患型ヒトiPS細胞を作成し、これを胆管細胞に誘導して解析した。その結果、IL-8とCTGFとが本疾患の病態形成に重要な分子であることが示された。 またヒトiPS細胞から、新規のヒトiPS由来肝星細胞の誘導系を開発した。誘導したiPS由来肝星細胞はLHX2遺伝子を強く発現させると、肝前駆細胞のアルブミン発現を約100倍上昇させるなど肝前駆細胞の成熟化をさらに強く促進した。 このように肝疾患モデルから病態解明を進め、治療標的の探索を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、研究グループで独自に先天性肝線維症モデルとなるヒトiPS細胞培養系を開発した。研究結果では、本症でみられる胆管形成の異常と進行性の肝線維化の分子病態の一部が解明され、治療標的の提案がなされた。本疾患は肝移植を要することもある難治性疾患であり、その新規治療開発への応用が期待される結果だった。本成果は、国際的評価の高い専門医学誌への掲載、学会学術賞の受賞、各種メディア記事への掲載など、極めて高く評価された。また、ヒトiPS由来肝星細胞の誘導法の開発も、肝硬変を治療するための画期的創薬研究への基盤技術となることが期待され、今後の波及効果が高い研究として学会学術賞の受賞し、高く評価された。

研究成果

• [国際共同研究] Stanford University School of Medicine(米国)
• [国際共同研究] Stanford University School of Medicine(米国)
• [雑誌論文] Intraepithelial Lymphocytes Suppress Intestinal Tumor Growth by Cell-to-Cell Contact via CD103/E-Cadherin Signal. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryo Morikawa, Yasuhiro Nemoto, Yuki Yonemoto, Shohei Tanaka, Yuria Takei, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Kengo Nozaki , Tomohiro Mizutani, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto.
  • 雑誌名: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 巻: 11 号: 5 ページ: 1483-1503
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2021.01.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hepatocellular carcinoma recurrence after direct-acting antiviral therapy: an individual patient data meta-analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Sapena V, Enea M, Torres F, Celsa C, Rios J, Rizzo GEM, Nahon P, Marino Z, Tateishi R, Minami T, Sangiovanni A, Forns X, Toyoda H, Brillanti S, Conti F, Degasperi E, Yu ML, Tsai PC, Jean K, El Kassas M, Shousha HI, Omar A, Zavaglia C, Nagata H, Nakagawa M, Asahina Y, et al
  • 雑誌名: Gut 巻: in press 号: 3 ページ: 323663-323663
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-323663
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mac-2 binding protein glycosylation isomer as a novel predictive biomarker for patient survival after hepatitis C virus eradication by DAAs (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Nawa N, Takeichi E, Shimizu T, Tsuchiya J, Sato A, Miyoshi M, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Azuma S, Kakinuma S, Fujiwara T, Watanabe M, Tanaka Y, Asahina Y; Ochanomizu Liver Conference Study Group.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 55 号: 10 ページ: 990-999
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01715-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Time course alterations of virus sequences and immunoglobulin titers in a chronic hepatitis E patient (2020)
  • 著者名/発表者名: Nitta Sayuri、Takahashi Kazuaki、Kawai‐Kitahata Fukiko、Tsuchiya Jun、Sato Ayako、Miyoshi Masato、Murakawa Miyako、Itsui Yasuhiro、Nakagawa Mina、Azuma Seishin、Kakinuma Sei、Watanabe Mamoru、Asahina Yasuhiro
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 50 号: 4 ページ: 524-531
  • DOI: 10.1111/hepr.13480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relative dose intensity over the first four weeks of lenvatinib therapy is a factor of favorable response and overall survival in patients with unresectable hepatocellular carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Kirino S, Tsuchiya K, Kurosaki M, Kaneko S, Inada K, Yamashita K, Osawa L, Hayakawa Y, Sekiguchi S, Okada M, Wang W, Higuchi M, Takaura K, Maeyashiki C, Tamaki N, Yasui Y, Nakanishi H, Itakura J, Takahashi Y, Asahina Y, Izumi N.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 15 号: 4 ページ: e0231828-e0231828
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0231828
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vasoactive Intestinal Peptide Derived From Liver Mesenchymal Cells Mediates Tight Junction Assembly in Mouse Intrahepatic Bile Ducts (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato A, Kakinuma S, Miyoshi M, Kamiya A, Tsunoda T, Kaneko S, Tsuchiya J, Shimizu T, Takeichi E, Nitta S, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Koshikawa N, Seiki S, Nakauchi H, Asahina Y, Watanabe M.
  • 雑誌名: Hepatology Communications 巻: 4 号: 2 ページ: 235-254
  • DOI: 10.1002/hep4.1459
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Loss of Fibrocystin Promotes Interleukin-8-Dependent Proliferation and CTGF Production of Biliary Epithelium. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsunoda T, Kakinuma S, Miyoshi M, Kamiya A, Kaneko S, Sato A, Tsuchiya J, Nitta S, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Sogo T, Komatsu H, Mukouchi R, Inui A, Fujisawa T, Nakauchi H, Asahina Y, Watanabe M.
  • 雑誌名: Journal of Heptatology 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 143-152
  • DOI: 10.1016/j.jhep.2019.02.024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of the mechanism underlying liver diseases using human induced pluripotent stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma S and Watanabe M
  • 雑誌名: Immunological Medicine 巻: 42 号: 2 ページ: 71-78
  • DOI: 10.1080/25785826.2019.1657254
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comprehensive genetic analysis of cholangiolocellular carcinoma with a coexistent hepatocellular carcinoma‐like area and metachronous hepatocellular carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Kitahata F, Asahina Y, Kaneko S, Tsuchiya J, Sato A, Miyoshi M, Tsunoda T, Inoue-Shinomiya E, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Kakinuma S, Tanabe M, Sugawara E, Takemoto A, Ojima H, Sakamoto M, Muraoka M, Takano S, Maekawa S, Enomoto N and Watanabe M.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 49 号: 12 ページ: 1466-1474
  • DOI: 10.1111/hepr.13403
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] LIM homeobox 2 promotes interaction between human iPS-derived hepatic progenitors and iPS-derived hepatic stellate-like cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi M, Kakinuma S, Kamiya A, Tsunoda T, Tsuchiya J, Sato A, Kaneko S, Nitta S, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Nakauchi H, Asahina Y, Watanabe M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 2072-2072
  • DOI: 10.1038/s41598-018-37430-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of novel NS5A resistance-associated substitutions of hepatitis C virus detected in treatment-experienced patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Nitta S, Asahina Y, Kato T, Tsuchiya J, Inoue-Shinomiya E, Sato A, Tsunoda T, Miyoshi M, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Kakinuma S, Hikita H, Takehara T, Watanabe M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 5722-5722
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42114-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] .Association of serum IFN-λ3 levels with hepatocarcinogenesis in chronic hepatitis C patients treated with direct-acting antiviral agents. (2019)
  • 著者名/発表者名: Emi Inoue-Shinomiya, Miyako Murakawa, Yasuhiro Asahina, Mina Nakagawa, Jun Tsuchiya, Ayako Sato, Tomoyuki Tsunoda, Masato Miyoshi, Sayuri Nitta, Fukiko Kawai-Kitahata, Yasuhiro Itsui, Seishin Azuma, Sei Kakinuma, Kazumoto Murata, Masashi Mizokami, Mamoru Watanabe.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 500-511
  • DOI: 10.1111/hepr.13307
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diabetic Retinopathy as a Risk Factor Associated with the Development of Hepatocellular Carcinoma in Nonalcoholic Fatty Liver Disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Azuma S, Asahina Y, Kakinuma S, Azuma K, Miyoshi M, Inoue E, Tsunoda T, Sato A, Kaneko S, Nagata H, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Tomita M, Nakagawa M, Watanabe M.
  • 雑誌名: Digestive Diseases 巻: 37 号: 3 ページ: 247-254
  • DOI: 10.1159/000493580
  • 査読あり
• [学会発表] 【シンポジウム臓器領域別再生医療の最前線】肝・胆道：ヒトiPS細胞由来肝臓構成細胞による肝線維症の病態解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴
  • 学会等名: 第20回 日本再生医療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝臓構成細胞の疾患モデルへの応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴
  • 学会等名: 第27回 肝細胞研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 肝間葉系細胞によるvasoactive intestinal peptideを介した胆管形成調節機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、佐藤綾子、三好正人、紙谷聡英、土屋 淳、志水太郎、北畑富貴子、村川美也子、新田沙由梨、井津井康浩、中川美奈、東 正新、朝比奈靖浩、渡辺 守.
  • 学会等名: 第27回 肝細胞研究会
• [学会発表] Vasoactive intestinal peptideの肝内胆管形成および胆汁うっ滞性肝障害への寄与 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤綾子、柿沼 晴、志水太郎、土屋 淳、三好正人、北畑富貴子、村川美也子、新田沙由梨、井津井康浩、中川美奈、東 正新、朝比奈靖浩.
  • 学会等名: JDDW2020 第24回 日本肝臓学会大会
• [学会発表] 【シンポジウム肝疾患と微小環境】肝間葉系細胞由来vasoactive intestinal peptideによる胆管形成の促進機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤綾子、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第56回日本肝臓学会総会
• [学会発表] Comprehensive analysis of cancer-related genes and AAV/Hepatitis B virus integration into genome on development of hepatocellular carcinoma in patients with prior Hepatitis B virus infection. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukiko Kawai-Kitahata, Yasuhiro Asahina , Sei Kakinuma, Miyako Murakawa, Sayuri Nitta, Masato Miyoshi, Ayako Sato, Jun Tsuchiya, Taro Shimizu, Eiko Takeichi, Mina Nakagawa, Yasuhiro Itsui, Seishin Azuma, Shinji Tanaka , Minoru Tanabe, Shinya Maekawa, Nobuyuki Enomoto and Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: EASL The Digital International Liver Congress 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Poor improvement of on-treatment FIB-4 index after initiation of nucleos(t)ide analogs is associated with development of hepatocellular carcinoma in both cirrhotic and non-cirrhotic chronic hepatitis B patients. (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyako Murakawa, Taro Shimizu, Eiko Takeichi, Jun Tsuchiya, Ayako Sato, Masato Miyoshi, Fukiko Kawai-Kitahata, Sayuri Nitta, Yasuhiro Itsui, Mina Nakagawa, Seishin Azuma, Sei Kakinuma, Yasuhiro Asahina.
  • 学会等名: EASL The Digital International Liver Congress 2020
  • 国際学会
• [学会発表] 【シンポジウム消化器疾患における最先端のトランスレーショナルリサーチ】ヒトiPS細胞を用いた肝線維症における分子標的の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、角田知之、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第106回日本消化器病学会総会
• [学会発表] 【シンポジウム 1:技術革新がもたらした消化器研究のパラダイムシフト】ヒト iPS 細胞を用いた疾患モデルによる肝線維化の病態研究. (2019)
  • 著者名/発表者名: 角田知之、柿沼 晴、渡辺 守
  • 学会等名: 第105回 日本消化器病学会総会
• [学会発表] 【ワークショップ:肝構成細胞の病態生理】転写因子 LHX2のヒトiPS細胞由来肝星細胞様細胞における機能の解析. (2019)
  • 著者名/発表者名: 三好正人、柿沼 晴、渡辺 守
  • 学会等名: 第55 回日本肝臓学会総会
• [学会発表] Comprehensive analysis of cancer gene mutations and viral integration in hepatocellular carcinoma arising from non-fibrotic liver. (2019)
  • 著者名/発表者名: Asahina Y, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Kakinuma S.
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Vasoactive intestinal peptide による胆管形成調節の分子機序. (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤綾子、柿沼 晴、土屋 淳、三好正人、角田知之、井津井康浩、中川美奈、東 正新、朝比奈靖浩、渡辺 守.
  • 学会等名: 第26回肝細胞研究会
• [学会発表] [会長賞受賞講演]ヒトiPS細胞による疾患モデルを利用した先天性肝線維症分子標的の探索. (2019)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴.
  • 学会等名: JDDW2019
  • 招待講演
• [学会発表] 【統合シンポジウム:肝移植と肝再生の現状と展望】ヒト iPS 細胞由来肝星細胞様細胞による肝前駆細胞機能の調節. (2019)
  • 著者名/発表者名: 三好正人、柿沼 晴、渡辺 守
  • 学会等名: JDDW2019
• [学会発表] ヒトiPS 細胞を用いた先天性肝線維症病態モデルの 樹立と分子標的の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 角田知之、柿沼 晴、渡辺 守
  • 学会等名: 第54回日本肝臓学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来星細胞様細胞における転 写因子LHX2の機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三好正人、柿沼晴、金子俊、紙谷聡英、佐藤綾子、角田知之、四宮恵美、北畑富貴子、新田沙由梨、村川美也子、井津井康浩、中川美奈、東正新、朝比奈靖浩、渡辺 守
  • 学会等名: 第54回日本肝臓学会総会
• [学会発表] Gene Mutational Profile and Viral Integration in Hepatocellular Carcinoma with or without HBV/HCV Suppression. (2018)
  • 著者名/発表者名: Asahina Y, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Nakagawa M, Kakinuma S, Watanabe M
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Post-Treatment M2BPGi Level Is Useful for Predicting HCC Occurrence and Recurrence after Viral Eradication in Chronic Hepatitis C Patients. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Asahina Y, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Azuma S, Kakinuma S, Tomita M, Watanabe M
  • 学会等名: AASLD The Liver Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] iPS細胞先天 性肝線維症病態モデルによる胆管細胞異常に起因する肝線維化における免疫応答の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 角田知之、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第42回日本肝臓学会東部会
• [図書] A Rodent Model for Cell Transplantation of Hepatic Progenitor Cells (Hepatic Stem Cells) (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma S., Kamiya A (In: Tanimizu N)
  • 総ページ数: 248
  • 出版者: Springer Nature
  • ISBN: 9781493989614
• [備考] ヒトiPS細胞を利用した肝疾患モデル（肝細胞研究会・研究交流）
  • URL: http://hepato.umin.jp/kouryu/kouryu54.html
• [備考] Press release
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/english/press-release/20190416_1/index.html
• [備考] ヒトiPS細胞由来肝星細胞の作製と細胞間相互作用を介した肝細胞の成熟化に成功
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/archive-tmdu/kouhou/20190215_1.pdf
• [備考] ヒトiPS細胞を用いた疾患モデルを開発し、難治性肝疾患の病態解明に成功
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/archive-tmdu/kouhou/20190319_1.pdf