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幹細胞工学とゲノム編集の技術を用いた雌性生殖器官の機能・再生・疾患の光による制御

研究課題

研究課題/領域番号 20H03826
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分56040:産婦人科学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

丸山 哲夫  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (10209702)

研究分担者 佐藤 守俊  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00323501)
高尾 知佳  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 共同研究員 (40612429)
升田 博隆  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (80317198)
内田 浩  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90286534)
宮崎 薫  慶應義塾大学, 医学部, 研究員 (90445370)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード光遺伝学 / ゲノム編集 / 幹細胞 / 再生医学 / 子宮 / 子宮内膜症 / 子宮筋腫 / 子宮内膜癌 / 子宮再生 / 脱細胞化 / 子宮内膜 / 光制御
研究開始時の研究の概要

本研究では,①光照射によるゲノム編集により雌性生殖器官の特定の細胞における特定の遺伝子の発現を時空間的に制御するシステム,②雌性生殖器官から細胞を除去して得られた細胞外基質のみを有する足場(脱細胞化雌性生殖器官骨格)を細胞・組織の導入・運搬・維持の担体として用いるシステム,③幹細胞を起点として雌性生殖器官の構成細胞・組織を作製するシステム(幹細胞工学),の三つのシステムを単独あるいは複合的に開発し用いることを通じて,雌性生殖器官の機能・再生・疾患を制御する新しい研究ツールと治療技術に関する基盤知見を得ることと,それらを用いて疾患の病態メカニズムを解明する.

研究成果の概要

本研究では,特殊な光に反応する仕組みを細胞・組織・器官に導入したうえで,光を照射することによりそれらの機能をコントロールすることを目指した.その結果,子宮の重要な機能のひとつである妊娠現象において,妊娠の成立(着床)に重要な遺伝子を光照射でピンポイントに調節することにより,マウスにおいて着床現象をコントロールできた.さらに,その仕組みの効率的な導入を目的として,組織工学を用いてラット子宮の部分的な再生方法を開発した.また,光照射による子宮疾患の制御を念頭において,子宮内膜症,子宮内膜癌および子宮筋腫の発生・進展における幹細胞やゲノム異常の役割の一端を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において示された光照射による着床制御は,不妊症,不育症,および子宮に関連する周産期疾患や腫瘍性疾患に対する光照射治療という新しい治療様式・戦略を提示することに加えて,その実現化に向けての基盤となる成果である.さらに,時空間的な現象である着床を光照射のオンオフで自在に解析できる新しい研究手法であることと,その結果もたらされ得る着床のメカニズムのさらなる解明が期待できる点で学術的意義が高い.新しい子宮の再生・再建技術ならびに子宮関連疾患における幹細胞とゲノム異常の役割の解明は,光照射治療の実現化に向けての科学的根拠と技術基盤を与えうる点でも学術的社会的意義が高い成果である.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A Decellularized Uterine Endometrial Scaffold Enhances Regeneration of the Endometrium in Rats2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Yushi、Takao Tomoka、Katakura Satomi、Tomisato Shoko、Masuda Hirotaka、Tanaka Mamoru、Maruyama Tetsuo
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 8 ページ: 7605-7605

    • DOI

      10.3390/ijms24087605

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inflammatory Cytokine-Induced HIF-1 Activation Promotes Epithelial?Mesenchymal Transition in Endometrial Epithelial Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yoshiko、Tsuzuki-Nakao Tomoko、Kida Naoko、Matsuo Yoshiyuki、Maruyama Tetsuo、Okada Hidetaka、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 11 号: 1 ページ: 210-210

    • DOI

      10.3390/biomedicines11010210

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Guidelines for Reproductive Medicine in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Mitsutoshi、Osuka Satoko、Kanasaki Haruhiko、Kawano Yasushi、Kawamura Kazuhiro、Kishi Hiroshi、Kimura Fuminori、Kuroda Shinnosuke、Kuwahara Akira、Tamura Hiroshi、Jwa Seung Chik、Baba Tsuyoshi、Harada Miyuki、Hirata Tetsuya、Yoshino Osamu、Hirota Yasushi、Tsujimura Akira、Kuji Naoaki、Osuga Yutaka
    • 雑誌名

      Reproductive Medicine and Biology

      巻: 21 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1002/rmb2.12483

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sorafenib targets and inhibits the oncogenic properties of endometrial cancer stem cells via the RAF/ERK pathway2022

    • 著者名/発表者名
      Takao Tomoka、Masuda Hirotaka、Kajitani Takashi、Miki Fumie、Miyazaki Kaoru、Yoshimasa Yushi、Katakura Satomi、Tomisato Shoko、Uchida Sayaka、Uchida Hiroshi、Tanaka Mamoru、Maruyama Tetsuo
    • 雑誌名

      Stem Cell Research & Therapy

      巻: 13 号: 1 ページ: 225-225

    • DOI

      10.1186/s13287-022-02888-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A mediator complex subunit 12 gain-of-function mutation induces partial leiomyoma cell properties in human uterine smooth muscle cells2022

    • 著者名/発表者名
      Takao Tomoka、Ono Masanori、Yoshimasa Yushi、Masuda Hirotaka、Maruyama Tetsuo
    • 雑誌名

      F&S Science

      巻: 3 号: 3 ページ: 288-298

    • DOI

      10.1016/j.xfss.2022.04.002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two ovarian candidate enhancers, identified by time series enhancer RNA analyses, harbor rare genetic variations identified in ovarian insufficiency2022

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Ryuichi et al.
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: - 号: 13 ページ: 2223-2235

    • DOI

      10.1093/hmg/ddac023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Limited Impact of Murine Placental MDR1 on Fetal Exposure of Certain Drugs Explained by Bypass Transfer Between Adjacent Syncytiotrophoblast Layers2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Arimi、Noguchi Saki、Hamada Rika、Inoue Satoko、Shimada Tsutomu、Katakura Satomi、Maruyama Tetsuo、Sai Yoshimichi、Nishimura Tomohiro、Tomi Masatoshi
    • 雑誌名

      Pharmaceutical Research

      巻: - 号: 7 ページ: 1645-1658

    • DOI

      10.1007/s11095-022-03165-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A revised stem cell theory for the pathogenesis of endometriosis2022

    • 著者名/発表者名
      Maruyama T
    • 雑誌名

      J Pers Med

      巻: 12 号: 2 ページ: 216-216

    • DOI

      10.3390/jpm12020216

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bioengineering of the Uterus2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Y, Maruyama T
    • 雑誌名

      Reprod Sci

      巻: 28 号: 6 ページ: 1596-1611

    • DOI

      10.1007/s43032-021-00503-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optical Control of Genome Editing by Photoactivatable Cas92021

    • 著者名/発表者名
      Otabe T, Nihongaki Y, Sato M
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 2312 ページ: 225-233

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1441-9_13

    • ISBN
      9781071614402, 9781071614419
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cigarette Smoke Extract Activates Hypoxia-Inducible Factors in a Reactive Oxygen Species-Dependent Manner in Stroma Cells from Human Endometrium2021

    • 著者名/発表者名
      Kida Naoko、Matsuo Yoshiyuki、Hashimoto Yoshiko、Nishi Kenichiro、Tsuzuki-Nakao Tomoko、Bono Hidemasa、Maruyama Tetsuo、Hirota Kiichi、Okada Hidetaka
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 号: 1 ページ: 48-48

    • DOI

      10.3390/antiox10010048

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Optogenetic regulation of embryo implantation in mice using photoactivatable CRISPR-Cas92020

    • 著者名/発表者名
      Takao Tomoka、Sato Moritoshi、Maruyama Tetsuo
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 46 ページ: 28579-28581

    • DOI

      10.1073/pnas.2016850117

    • 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] UDP-glucose, a cellular danger signal, and nucleotide receptor P2Y14 enhance the invasion of human extravillous trophoblast cells2020

    • 著者名/発表者名
      Katakura Satomi、Takao Tomoka、Arase Toru、Yoshimasa Yushi、Tomisato Shoko、Uchida Sayaka、Masuda Hirotaka、Uchida Hiroshi、Tanaka Mamoru、Maruyama Tetsuo
    • 雑誌名

      Placenta

      巻: 101 ページ: 194-203

    • DOI

      10.1016/j.placenta.2020.09.061

    • 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] 光応答性CRISPR/Cas9システムを用いたマウス子宮における胚着床のin vivo制御2020

    • 著者名/発表者名
      高尾知佳,升田博隆,佐藤守俊,丸山哲夫
    • 雑誌名

      日本生殖内分泌学会雑誌

      巻: 25 ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 【内膜症を極めるⅠ -内膜の機能と着床をめぐる最近の話題-】 子宮内膜の幹細胞と再生医学2020

    • 著者名/発表者名
      丸山哲夫
    • 雑誌名

      産婦人科の実際

      巻: 69 ページ: 1069-1074

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Identification and Characterization of Stem Cell-Like Cells in Endometriotic Lesions Using an Endometrial Mesenchymal Stem Cell Marker SUSD2.2023

    • 著者名/発表者名
      Shoko Tomisato, Tomoka Takao, Eiko Maki, Satomi Katakura, Yushi Yoshimasa,Hirotaka Masuda, Mamoru Tanaka, Kaori Koga, Yutaka Osuga, Tetsuo Maruyama
    • 学会等名
      70th Annual Scientific Meeting of the Society for Reproductive Investigation
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 子宮内膜脱細胞化骨格は子宮内膜が全周性全層欠損した子宮の内膜間質部の再生を促進す る2023

    • 著者名/発表者名
      吉政 佑之、丸山 哲夫、髙尾 知佳、升田 博隆、片倉 慧美、富里 祥子、内田 明花、内田 浩、田中 守
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 免疫と疼痛の性差から子宮内膜症とその治療を考える2023

    • 著者名/発表者名
      丸山哲夫
    • 学会等名
      第44回日本エンドメトリオーシス学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 子宮内膜脱細胞化骨格による子宮内膜の全層欠損の修復・再生の試み2022

    • 著者名/発表者名
      5.吉政佑之、丸山哲夫、高尾知佳、升田博隆、片倉慧美、富里祥子、内田明花、内田 浩、田中 守
    • 学会等名
      第67回日本生殖医療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 子宮内膜幹細胞マーカーSUSD2/W5C5を用いた子宮内膜症病変における幹細胞様細胞の同定と細胞特性の解析2022

    • 著者名/発表者名
      7.富里祥子,丸山哲夫,片倉慧美,吉政佑之,内田明花,内田 浩,升田博隆,青木大輔,田中 守,甲賀かをり,牧 瑛子,大須賀穣
    • 学会等名
      第74回日本産科婦人科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] [ランチョンセミナー] 性差とアンドロゲンから子宮内膜症の疼痛を考える2022

    • 著者名/発表者名
      丸山哲夫
    • 学会等名
      第43回日本エンドメトリオーシス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウスを用いた経済的エンハンサーRNA解析による卵巣体細胞特異的エンハンサー交付領域および疾患感受性領域の同定2022

    • 著者名/発表者名
      中川竜一,高澤 啓,我有茉希,辻(細川)敦美,川路英哉,村川泰裕,高田修治,三上剛史,鳴海覚志,深見真紀,丸山哲夫,林崎良英,森尾友宏,鹿島田健一
    • 学会等名
      第26回日本生殖内分泌学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 子宮内膜症病巣における幹細胞マーカーSUSD2/W5C5陽性細胞の同定とその幹細胞特性の同定とその幹細胞特性の解析2021

    • 著者名/発表者名
      富里祥子,丸山哲夫,高尾知佳,片倉慧美,吉政佑之,内田明花,内田 浩,升田博隆,田中 守,甲賀かをり,大須賀穣
    • 学会等名
      第66回日本生殖医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] [JSOG Congress Encouragement Award] UDP-glucose, a celluar danger signal, promotes the invasion of human extravillous trophoblast cells via P2RY142021

    • 著者名/発表者名
      Satomi Katakura, Tetsuo Maruyama, Toru Arase, Yushi Yoshimasa, Shoko Tomisato, Sayaka Uchida, Hirotaka Masuda, Hiroshi Uchida, Mamoru Tanaka, Daisuke Aoki
    • 学会等名
      第37回日本産科婦人科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] [高得点演題] 子宮内膜脱細胞化骨格の移植は子宮内膜の全層欠損を修復する2020

    • 著者名/発表者名
      吉政佑之,丸山哲夫,升田博隆,内田 浩,内田明花,片倉慧美,富里祥子,田中 守,青木大輔
    • 学会等名
      第72回日本産科婦人科学会(WEB開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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