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化合物によるヒトiPS細胞の軟骨分化誘導法を応用した軟骨の発生・再生の戦略的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K16645
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

河田 学  東京大学, 医学部附属病院, 登録研究員 (10803174)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード軟骨細胞 / 多能性幹細胞 / 低分子化合物 / ヒト多能性幹細胞 / エピゲノム解析 / iPS細胞
研究成果の概要

申請者は、Wnt/β-cateninシグナルの活性化剤であるCHIR99021及びレチノイン酸受容体作動薬であるTTNPBという2種類の低分子化合物の組み合わせによる、簡便かつ高効率なヒトiPS細胞の軟骨細胞への分化誘導法を確立した。
本誘導法の各分化段階における詳細な網羅的発現解析、及びATAC-seqやChIP-seqによる網羅的エピゲノム解析を通して、本誘導法の軟骨分化過程における分子メカニズムの一端を明らかにした。
またヒトiPS細胞から本誘導法を用いて作成した分化誘導細胞を用いて、免疫不全マウスへの各種移植実験を行い、生体における良好な硝子軟骨組織の形成能を有していることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により得られた解析結果や知見をベースとして、軟骨分化過程に関わる様々なシグナルに注目した解析を実施していくことが可能である。また本誘導法を元にして、より軟骨分化能や軟骨成熟を促進する化合物や、半月板細胞等の他の運動器系統細胞への分化を促進する化合物を化合物ライブラリーを活用して同定していく研究等を発展させることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Simple and Robust Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells toward Chondrocytes by Two Small-Molecule Compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Kawata Manabu、Mori Daisuke、Kanke Kosuke、Hojo Hironori、Ohba Shinsuke、Chung Ung-il、Yano Fumiko、Masaki Hideki、Otsu Makoto、Nakauchi Hiromitsu、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 13 号: 3 ページ: 530-544

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.07.012

    • 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] Chronological Changes in Anterior Knee Stability after Anatomical Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Using Bone?Patellar Tendon?Bone and Hamstring Grafts2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kohei、Taketomi Shuji、Inui Hiroshi、Yamagami Ryota、Nakazato Keiu、Takagi Kentaro、Kage Tomofumi、Kawata Manabu、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      The Journal of Knee Surgery

      巻: - 号: 06 ページ: 659-664

    • DOI

      10.1055/s-0039-1700809

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meniscal bearing dislocation while rolling over in sleep following Oxford medial unicompartmental knee arthroplasty2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kohei、Inui Hiroshi、Taketomi Shuji、Yamagami Ryota、Kono Kenichi、Nakazato Keiu、Kawata Manabu、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      The Knee

      巻: 26 号: 1 ページ: 267-272

    • DOI

      10.1016/j.knee.2018.10.015

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atopic dermatitis is a novel demographic risk factor for surgical site infection after anterior cruciate ligament reconstruction2018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Manabu、Sasabuchi Yusuke、Taketomi Shuji、Inui Hiroshi、Matsui Hiroki、Fushimi Kiyohide、Yasunaga Hideo、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy

      巻: 26 号: 12 ページ: 3699-3705

    • DOI

      10.1007/s00167-018-4958-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Annual trends in arthroscopic meniscus surgery: Analysis of a national database in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Manabu、Sasabuchi Yusuke、Taketomi Shuji、Inui Hiroshi、Matsui Hiroki、Fushimi Kiyohide、Chikuda Hirotaka、Yasunaga Hideo、Tanaka Sakae
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 4 ページ: e0194854-e0194854

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0194854

    • 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
  • [学会発表] 2種類の低分子化合物によるヒトiPS細胞の軟骨分化誘導法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      河田 学、齋藤 琢、矢野 文子、田中 栄
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2種類の低分子化合物による、簡便で高効率なヒト多能性幹細胞の軟骨細胞への分化誘導法2019

    • 著者名/発表者名
      河田 学、齋藤 琢、矢野 文子、田中 栄
    • 学会等名
      第37回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2種類の低分子化合物によるヒト多能性幹細胞の軟骨細胞への分化誘導法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      河田 学、齋藤 琢、田中 栄
    • 学会等名
      第5回日本骨免疫学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 正常膝における屈曲動作と伸展動作の生体内3次元動態比較2018

    • 著者名/発表者名
      河野 賢一, 冨田 哲也, 山崎 隆治, 武冨 修治, 乾 洋, 山神 良太, 川口 航平, 中里 啓佑, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxford UKAにおけるインプラント設置角度と術後脛骨側radiolucent lineの検討2018

    • 著者名/発表者名
      山神 良太, 乾 洋, 武冨 修治, 河野 賢一, 中里 啓佑, 川口 航平, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Arthroscopic surgery for children/Arthroscopic surgery for patients under 16 years old2018

    • 著者名/発表者名
      武冨 修治, 乾 洋, 山神 良太, 川口 航平, 中里 啓佑, 河野 賢一, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 解剖学的長方形骨孔前十字靱帯再建術後の脛骨骨孔拡大に影響する因子の検討2018

    • 著者名/発表者名
      中里 啓佑, 武冨 修治, 乾 洋, 山神 良太, 河野 賢一, 川口 航平, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 二顆以上の病変に対する各種ACL温存人工関節手術(BCR TKA、BiKA)の短期成績比較2018

    • 著者名/発表者名
      乾 洋, 武冨 修治, 山神 良太, 川口 航平, 中里 啓佑, 河野 賢一, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] BCR TKAとBCS TKAにおける術中回旋キネマティクスの比較2018

    • 著者名/発表者名
      川口 航平, 乾 洋, 武冨 修治, 山神 良太, 河野 賢一, 中里 啓佑, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] TKAとUKAでは患者が満足する要因が異なる2018

    • 著者名/発表者名
      乾 洋, 武冨 修治, 山神 良太, 川口 航平, 中里 啓佑, 河野 賢一, 河田 学, 田中 栄
    • 学会等名
      第10回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 両十字靱帯機能温存型人工膝関節全置換術の荷重・非荷重深屈曲動作における生体内三次元動態解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野 賢一, 乾 洋, 冨田 哲也, 山崎 隆治, 武冨 修治, 山神 良太, 川口 航平, 中里 啓佑, 河田 学, 菅本 一臣, 田中 栄
    • 学会等名
      第91回日本整形外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Runx3は関節軟骨に保護的に作用する2018

    • 著者名/発表者名
      永田 向生, 張 成虎, 矢野 文子, 河田 学, 牧井 勇磨, 田中 栄, 齋藤 琢
    • 学会等名
      第91回日本整形外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Runx3は関節軟骨に保護的に作用する2018

    • 著者名/発表者名
      永田 向生, 張 成虎, 矢野 文子, 河田 学, 牧井 勇磨, 田中 栄, 齋藤 琢
    • 学会等名
      第36回日本骨代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-05-26  

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