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ヒトiPSCミニ肝臓における細胞間相互作用因子の準網羅的な機能的スクリーニング

研究課題

研究課題/領域番号 18K19589
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分55:恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
研究機関東京大学 (2019)
横浜市立大学 (2018)

研究代表者

関根 圭輔  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00323569)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードiPS細胞 / オルガノイド / シングルセルRNAシークエンス / 肝臓 / シングルセルゲノミクス
研究成果の概要

本研究では、ヒトiPSCミニ肝臓を対象にCRISPR/ CAS9法を用いて効率的な機能的スクリーニング系の構築を行った。効率よく遺伝子欠損を実施するため、ドキシサイクリン添加によりCas9の発現を誘導可能な遺伝子をヒトiPS細胞のAAVS1遺伝子座に相同組換えにより導入したiCrispr-iPS細胞を複数のiPSC株について樹立した。未分化iPSC残存に関与すると考えられた遺伝子のノックアウトiPSCを用いた機能解析を実施し未分化残存のし易さに関わる因子の同定に成功した。また、尿素サイクル異常症の原因でもある尿素サイクル関連遺伝子について複数のノックアウトiPSCを作製し機能検証を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではiPSCを用いて極めて効率よく遺伝子欠損細胞を作製し機能検証する手法を確立した。この技術を用いて、移植医療に用いる再生医療等製品における安全性の確保において極めて重要な未分化iPSCの残存に関わる因子を同定した。また、先天的な代謝性疾患の原因でもある尿素サイクル関連遺伝子について複数のノックアウトiPSCを作製し、尿素サイクルのそれぞれの酵素欠損によってバイパスされる代謝経路が異なる可能性が示唆された。今後、尿素サイクルに異常症に対する薬剤療法や代謝改善のための検証が可能になると期待される。以上のことから、本手法を用いることで様々な細胞における効率よい遺伝子機能の検証が期待される。

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

    (26件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 産業財産権 (11件) (うち外国 4件)

  • [国際共同研究] マックスプランク進化人類学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] IOB/ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Self-Condensation Culture Enables Vascularization of Tissue Fragments for Efficient Therapeutic2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Takahashi, Keisuke Sekine, Tatsuya Kin, Takanori Takebe, Hideki Taniguchi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 6 号: 6 ページ: 1620-1629

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.03.123

    • 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] Optimal Hypoxia Regulates Human iPSC-Derived Liver Bud Differentiation through Intercellular TGFB Signaling2018

    • 著者名/発表者名
      Ayabe Hiroaki、Anada Takahisa、Kamoya Takuo、Sato Tomoya、Kimura Masaki、Yoshizawa Emi、Kikuchi Shunyuu、Ueno Yasuharu、Sekine Keisuke、Camp J. Gray、Treutlein Barbara、Ferguson Autumn、Suzuki Osamu、Takebe Takanori、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 11 号: 2 ページ: 306-316

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2018.06.015

    • 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] Recapitulation of hepatitis B virus?host interactions in liver organoids from human induced pluripotent stem cells2018

    • 著者名/発表者名
      Nie Yun-Zhong、Zheng Yun-Wen、Miyakawa Kei、Murata Soichiro、Zhang Ran-Ran、Sekine Keisuke、Ueno Yasuharu、Takebe Takanori、Wakita Takaji、Ryo Akihide、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 35 ページ: 114-123

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2018.08.014

    • NAID

      120007128498

    • 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] Human iPSC-Derived Posterior Gut Progenitors Are Expandable and Capable of Forming Gut and Liver Organoids.2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang R-R, Koido M, Tadokoro T, Ouchi R, Matsuno T, Ueno Y, Sekine K, Takebe T*, Taniguch H
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 10 号: 3 ページ: 780-793

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2018.01.006

    • 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
  • [学会発表] Generation of human liver using iPS cells for regenerative therapies2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      American Association for the Study of Liver Diseases(AASLD)
    • 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] Generation of functional human liver from pluripotent stem cell.2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      26th East Asia Joint Symposium on Biomedical Research
    • 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] Multicellular cancer organoid cultures for recapitulating cancer ecosystems2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      The 78th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recapitulating pancreatic cancer ecosystems by multicellular cancer organoid cultures based on patient-derived cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      患者由来がんモデル
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of three-dimensional cancer tissue using patient-derived pancreatic cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      Asia-Pacific Scientific Workshop
    • 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] 再生医療応用へ向けたiPSC肝芽製造技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 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 第三回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト組織三次元的再構成技術を用いたヒューマンバイオロジーの解析2018

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第11回Symphony
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 患者由来膵癌細胞を用いた三次元的癌組織の人為的創出2018

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      講演会:新しい治療法の開発を目指す患者由来がんモデル
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 患者由来がんモデルを用いたがん研究実践ガイド、佐々木博己/編2019

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122429
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 未分化細胞の分化抵抗性評価法2020

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 多能性幹細胞からの立体臓器の構築2020

    • 発明者名
      谷口英樹、武部貴 則、関根圭輔
    • 権利者名
      谷口英樹、武部貴 則、関根圭輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-557347
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 再構成癌組織を用いた薬剤評価方法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 上皮間葉転換関連分子を用いた癌評価法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 未分化細胞検出法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-207002
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 未分化マーカー遺伝子高感度検出法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太、松井貴香
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太、松井貴香
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-207004
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 未分化細胞検出法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 未分化細胞の分化抵抗性評価法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-005892
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 未分化細胞検出法2018

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-115025
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 上皮間葉転換関連分子を用いた癌評価法2018

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-080581
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 再構成癌組織を用いた薬剤評価方法2018

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-080585
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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