ミニ小腸を利用したヒト多能性幹細胞由来神経堤細胞の細胞治療への応用

• 研究課題/領域番号: 18K08666
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分55020:消化器外科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国立成育医療研究センター
• 研究代表者: 菅原 亨 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, 上級研究員 (70553460)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018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: 神経堤細胞 / 神経堤症 / ヒト多能性幹細胞 / microRNA / 小腸オルガノイド / Hirschsprung病 / RET遺伝子 / オルガノイド / ゲノム編集 / hsa-miR-302 / CRISPR/Cas9 / ヒト人工多能性幹細胞 / ヒト胚性幹細胞 / 疾患モデル / ミニ腸 / 病態モデル

研究成果の概要

神経堤細胞（Neural crest、NC）は脊椎動物の胚発生過程で神経管と表皮外胚葉との間に形
成され、そこから全身に遊走し様々な細胞に分化する。NCの機能不全は神経堤症（Neurocristpathy）と呼ばれ、腫瘍の他に心臓・腸管の機能不全や発達障害・先天奇形など様々な疾患の原因となる。本研究では、神経堤症に対する細胞治療の材料としてヒト多能性幹細胞（hPSC）由来のNC作製を目的とした。さらにhPSC由来の三次元小腸オルガノイド疾患モデルを作製し、hPSC由来のNCの機能を評価する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Hirschsprung病も神経堤症の一つで、腸管の動きを制御する腸の神経節細胞の形成不全により、生後数日の間に機能性の腸閉塞症状がみられる。また、Hirschsprung類縁疾患は同様の症状を示すが発症原因は不明であり、治療方法も確立されていない。機能的な三次元小腸オルガノイドを作製することに成功したのは今のところ世界中で本研究室のみであり、細胞治療の原材料としての神経堤細胞の評価を生体内に近い状況おこなうことでヒトに対する細胞治療の実現を加速させることが期待される点で大きな意義のある研究となる。

研究成果

• [雑誌論文] The hsa-miR-302 cluster controls ectodermal differentiation of human pluripotent stem cell via repression of DAZAP2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugawara T, Miura T, Kawasaki T, Umezawa A, Akutsu H.
  • 雑誌名: Regen Ther 巻: 15 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.reth.2020.03.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The hsa-miR-302 cluster controls ectodermal differentiation of human pluripotent stem cell via repression of DAZAP2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Tohru Sugawara, Takumi Miura, Tomoyuki Kawasaki, Akihiro Umezawa, Hidenori Akutsu*
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and therapeutic rescue of autophagosome and glutamate receptor defects in C9ORF72 and sporadic ALS neurons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shi Y, Hung ST, Rocha G, Lin S, Linares GR, Staats KA, Seah C, Wang Y, Chickering M, Lai J, Sugawara T, Sagare AP, Zlokovic BV, Ichida JK.
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 4 号: 15
  • DOI: 10.1172/jci.insight.127736
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Zscan5b Deficiency Impairs DNA Damage Response and Causes Chromosomal Aberrations during Mitosis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa S, Yamada M, Nakamura A, Sugawara T, Nakamura A, Miyajima S, Harada Y, Ooka R, Okawa R, Miyauchi J, Tsumura H, Yoshimura Y, Miyado K, Akutsu H, Tanaka M, Umezawa A, Hamatani T.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 12 号: 6 ページ: 1366-1379
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2019.05.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The hsa-miR-302 cluster is essential for self-renewal in human pluripotent stem cell (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugawara T, Miura T, Kawasaki T, Umezawa A, Akutsu H.
  • 学会等名: 17th Annual meeting of International Society for Stem Cell Research
  • 国際学会
• [学会発表] Hsa-miR-302s are essential for self-renew of human pluripotent stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: 菅原亨、三浦巧、川崎友之、梅澤明弘、阿久津英憲
  • 学会等名: 第17回幹細胞シンポジウム