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TGF-βシグナルに反応するFOPフレア・アップ期のメカニズム解明及び候補薬探索

研究課題

研究課題/領域番号 19K16540
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分49010:病態医化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

趙 成珠  京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (50778678)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード進行性骨化性線維異形成症 / FOP / iPS細胞 / iPS 細胞 / フレア・アップ / 間葉系幹細胞
研究開始時の研究の概要

本研究は希少疾患であるFOP病態初期の熱感と疼痛を伴う腫脹が生じるフレア・アップ現象に着目し、FOP患者由来iPS細胞 (FOP-iPSC) を用いて、病態メカニズム解明および候補治療薬探索を目指す。具体はフレア・アップ部位の主な細胞成分と考えられる間葉系幹細胞 (MSC) の過剰増殖・動員現象に着目し、FOP-iPSCから分化誘導されたMSCを用いることで、初期病態のin vitro再現系を構築する。一方、MSCの増殖・動員には、TGF-βシグナルが重要であるため、構築した再現系を用いて、FOP細胞が特異的にTGF-βシグナルに反応する分子メカニズムの解明及び治療候補薬の探索を行う。

研究成果の概要

本研究では、希少遺伝性疾患である進行性骨化性線維異形成症(FOP)の骨化巣出現前の発病初期にフレア・アップと呼ぶ皮下軟組織腫張現象のメカニズム、及びそれを抑制する方法の解明を行なった。患者由来iPS細胞からin vitro再現系を構築し、スクリーニングよりFOP 細胞のみが過剰に反応する新規リガンド A を同定した。その上、リガンド Aの投与が FOP モデルマウスの筋肉に局在する線維性細胞の増殖を促進し、異所性骨化に導くことを見出した。今回の成果はこれまでほぼ研究されていないフレア・アップが起こる分子メカニズムの解明、および治療法の開発に繋ると期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年盛んに行われた FOP の骨化および軟骨化メカニズムの解明とそれを抑制する新規候補となる化合物探索研究と比較して、フレア・アップ期については現状では現象論的な臨床研究にとどまり、病態メカニズムも未解明な点が多い。本研究で構築した in vitro 病態再現系、およびそれを基づいて見出したリガンド A はフレア・アップに関連する分子シグナルの解明、 及びそれを抑える治療法の探索へとつながると期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] In vivo regeneration of rat laryngeal cartilage with mesenchymal stem cells derived from human induced pluripotent stem cells via neural crest cells2021

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Yoshimatsu, Hiroe Ohnishi, Chengzhu Zhao, Yasuyuki Hayashi, Fumihiko Kuwata, Shinji Kaba, Hideaki Okuyama, Yoshitaka Kawai, Nao Hiwatashi, Yo Kishimoto, Tatsunori Sakamoto, Makoto Ikeya, Koichi Omori
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 52 ページ: 102233-102233

    • DOI

      10.1016/j.scr.2021.102233

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pro-angiogenic scaffold-free Bio three-dimensional conduit developed from human induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells promotes peripheral nerve regeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuzawa S, Zhao C, Ikeguchi R, Aoyama T, Kamiya D, Ando M, Takeuchi H, Akieda S, Nakayama K, Matsuda S, Ikeya M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68745-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] BIO THREE-DIMENSIONAL CONDUIT DEVELOPED FROM HUMAN IPSC–DERIVED MESENCHYMAL STEM CELLS PROMOTES PERIPHERAL NERVE REGENERATION2020

    • 著者名/発表者名
      Chengzhu Zhao
    • 学会等名
      ISSCR2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indirect mTOR Inhibition Attenuates Fibrodysplasia Ossificans Progressiva (FOP) Identified by Using Patient-Derived iPSCs2019

    • 著者名/発表者名
      Chengzhu Zhao
    • 学会等名
      ISSCR 2019 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of Heterotopic Ossification in Fibrodysplasia Ossificans Progressiva Models by an mTOR Signaling Modulator2019

    • 著者名/発表者名
      Chengzhu Zhao
    • 学会等名
      ASBMR 2019 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ヒトiPS細胞由来間葉系幹細胞で作製した神経導管による末梢神経の再生に成功

    • URL

      https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/pressrelease/news/200804-000000.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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