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ヒトナイーブ型iPS細胞からの胎盤幹細胞の樹立と胎盤形成過程の試験管内再構成

研究課題

研究課題/領域番号 19J13503
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分56040:産婦人科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

伊尾 紳吾  京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードiPS細胞 / 胎盤 / 栄養外胚葉 / 胎盤幹細胞 / 着床 / 受精卵 / 栄養膜細胞 / 発生
研究開始時の研究の概要

着床後胚の性質をもつヒトプライム型iPS細胞(従来型)は神経、心筋、血液など様々な組織や臓器を構成する細胞に分化することが報告されている。しかし、着床前に細胞運命が決定される胎盤への分化は証明されていない。申請者はプライム型iPS細胞を、より初期の状態にリセットしたナイーブ型iPS細胞を用いて、胎盤の主要な機能を担う複数の細胞種に分化可能な胎盤幹細胞を樹立し、試験管内で分化の道筋を再現することを目指した研究を実施する。この研究手法を患者由来iPS細胞に応用することで、胎盤機能不全の原因解明、治療開発への展開が期待される。

研究実績の概要

胎盤は妊娠の維持に重要なホルモン分泌、胎児と母体との間の栄養・ガス交換を担う、母児の健康に欠かすことができない臓器である。胎盤機能が不全状態に陥ると、流産、胎児発育不全や妊娠高血圧症候群等の合併症を引き起こす。しかし、これらの胎盤機能不全の発症機序は明らかにされておらず、胎盤機能不全の治療は進展していない。様々な妊娠合併症の発症機序を解明するためには、正常な胎盤の形成過程や機能の維持機構を分子レベルで理解することが極めて重要である。本研究では、胎盤の主要な機能を担う複数の細胞種に分化可能な胎盤幹細胞を樹立し、試験管内で分化過程を再現することを目的とした。着床前胚盤葉上層と類似した性質をもつナイーブ型iPS細胞を用いて、胎盤幹細胞の作製を試みた。複数のサイトカインを用いることで、ヒトナイーブ型iPS細胞からトロホブラスト様細胞への誘導が可能で、かつ、長期間にわたって胎盤幹細胞として維持できることを明らかにした。トロホブラストの起源である栄養外胚葉に類似した細胞を樹立できたことで、臨床検体の採取が倫理的にも技術的にも困難な妊娠時期である“着床期”に注目した。ナイーブ型iPS細胞由来の栄養外胚葉細胞から細胞性栄養膜細胞への分化を1細胞レベルで解析し、ダイナミックな遺伝子発現の変化を明らかにした。臨床検体(胎盤)から胎盤幹細胞を樹立可能な細胞培養用培地が報告されていたが、本研究者は、以前よりもさらに適切な培地を開発し、これらが、ヒトナイーブ型iPS細胞と臨床検体である胎盤細胞のどちらに対しても応用できることを示した。
本研究によって、(1)胎盤幹細胞の特徴を明らかにしたこと、(2)分化段階に特徴的な分子マーカーを同定したこと、(3)栄養外胚葉の性質を持つ細胞を樹立したこと、(4)着床期の胎盤細胞の発生モデルを確立したこと、(5)適切な胎盤幹細胞培地の作成に至った。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Capturing human trophoblast development with naive pluripotent stem cells in vitro2021

    • 著者名/発表者名
      S Io M Kabata Y Lemura N Morone A Minagawa B Wong I Okamoto T Nakamura Y Kojima C Iwatani H Tsuchiya B Kawswandy E KondohS Kaneko K Woltjen M Saitou T Yamanoto M Mandai Y Takashima
    • 雑誌名

      Cell Stem Cell

      巻: 21 号: 6 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1016/j.stem.2021.03.013

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 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] New era of trophoblast research: integrating morphological and molecular approaches2020

    • 著者名/発表者名
      Io Shingo、Kondoh Eiji、Chigusa Yoshitsugu、Kawasaki Kaoru、Mandai Masaki、Yamada and Shigehito
    • 雑誌名

      Human Reproduction Update

      巻: 26 号: 5 ページ: 611-633

    • DOI

      10.1093/humupd/dmaa020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Severe fetal anemia as a consequence of extra‐abdominal umbilical vein varix: A case report and review of the literature2020

    • 著者名/発表者名
      Io Shingo、Kondoh Eiji、Iemura Yoshiki、Minamiguchi Sachiko、Chigusa Yoshitsugu、Mogami Haruta、Mandai Masaki
    • 雑誌名

      Congenital Anomalies

      巻: 61 号: 1 ページ: 4-8

    • DOI

      10.1111/cga.12397

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perinatal benign hypophosphatasia antenatally diagnosed through measurements of parental serum alkaline phosphatase and ultrasonography2020

    • 著者名/発表者名
      Io Shingo、Watanabe Atsushi、Yamada Shigehito、Mandai Masaki、Yamada Takahiro
    • 雑誌名

      Congenital Anomalies

      巻: 60 号: 6 ページ: 199-200

    • DOI

      10.1111/cga.12374

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【胎盤・臍帯・羊水を再び考える】胎盤・臍帯の基礎-発生解剖学の立場から2019

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾、近藤 英治、万代 昌紀、山田 重人
    • 雑誌名

      周産期医学

      巻: 49 ページ: 5-11

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Trophectoderm-like cells from human naive induced pluripotent stem cells model human placentation2020

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      第72回日本産科婦人科学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 新型ヒトiPS細胞を用いた絨毛細胞への分化誘導2020

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      第38回日本絨毛性疾患研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトナイーブ型iPS細胞を用いた胎盤細胞に関わる分化系譜の解明2020

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 油性造影剤を用いた子宮卵管造影検査が原因と考えられた胎児甲状腺腫の1例2020

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      第65回日本生殖医学会学術講演会・総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 胎児溶血性貧血を併発した腹腔外臍帯静脈瘤の1例:出生前超音波診断と周産期管理2020

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      第93回日本超音波医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 出生前遺伝学的検査と遺伝カウンセリング体制の構築:超音波検査の活用について2020

    • 著者名/発表者名
      山田 崇弘、伊尾 紳吾 ほか
    • 学会等名
      第93回日本超音波医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] Generation of trophoblasts from naive human iPS cells2020

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      CiRA retreat 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] Trophoblasts from naive human iPS cells model human placentation2019

    • 著者名/発表者名
      伊尾 紳吾
    • 学会等名
      CiRA retreat 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 基礎と臨床の両側面からみた胎盤学2019

    • 著者名/発表者名
      日本胎盤学会
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      メジカルビュー社
    • ISBN
      9784758317627
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ヒトのナイーブ型iPS細胞から胎盤細胞を作る-体外での胎盤発生モデルの構築に成功

    • URL

      https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/pressrelease/news/210408-000001.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] Stem cells reproduce the beginnings of placenta

    • URL

      https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/e/pressrelease/news/210408-000001.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] ナイーブ型多能性幹細胞からの栄養外胚葉誘導方法2020

    • 発明者名
      髙島 康弘、伊尾 紳吾
    • 権利者名
      髙島 康弘、伊尾 紳吾
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] ナイーブ型多能性幹細胞からの栄養外胚葉誘導方法2020

    • 発明者名
      髙島 康弘、伊尾 紳吾
    • 権利者名
      髙島 康弘、伊尾 紳吾
    • 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

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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