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ウイルスの宿主特異性の変化を再現する流体デバイスシステム開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21520
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

田川 陽一  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70262079)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードJCウイルス / iPS細胞 / オリゴデンドロサイト / アストロサイト / 原型 / PML / トロピズム / PML型 / 神経組織 / マイクロ流体デバイス / グリア細胞 / 感染 / 宿主特異性 / 流体デバイス
研究開始時の研究の概要

腎上皮細胞チップと神経組織チップを連結したマイクロ流体デバイスを開発し、原型JCV粒子を腎上皮細胞に感染させたのちに循環させる。腎上皮細胞で原型JCVの増殖中にPML型JCVが出現し、循環しているうちに神経組織チップにトラップされ増殖可能となるトロピズム変化の再現モデルを確立する。ヒトにとって脅威となるウイルスのトロピズム変化のメカニズム解明に挑むものである。

研究成果の概要

進行性多巣性白質脳症(PML)は、原型JCウイルスがPML型へ変異し、アストロサイトやオリゴデンドロサイトに感染・増殖することにより発症すると言われている。これまで、SV40T抗原が発現している細胞株のみにJCウイルスの感染・増殖が可能であったが、本研究では、ヒトiPS細胞からアストロサイトおよびオリゴデンドロサイトを各々分化誘導し、PML型JCウイルスの感染・増殖に成功した。PML型JCウイルスは、アストロサイトよりもオリゴデンドロサイト内での増殖が非常に高いことが分かった。さらに、原型からPML型ウイルス変異をトラップできるウイルス感染のための流体デバイスの開発にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

AIDSによる免疫不全や移植医療による免疫抑制剤投与の増加に伴い、JCウイルスの体内での増殖によるPML発症総数も上昇していることが問題となっており、抗JCウイルス薬の開発は喫緊の課題となっている。細胞培養系でのJCウイルス感染の細胞培養ではSV40 T抗原が必要であり、抗JCウイルス薬の候補薬剤はSV40のT抗原を阻害している可能性が強く疑われる。我々が開発したSV40 T抗原非依存である、ヒトiPS細胞からのアストロサイトやオリゴデンドロサイトにJCウイルスが効率よく感染・増殖することは抗JCウイルス薬のスクリーニングや発症抑制機序の解明に大いに有用である。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Syngeneic implantation of mouse hepatic progenitor cell-derived three-dimensional liver tissue with dense collagen fibrils2022

    • 著者名/発表者名
      Miho Tamai, Eijiro Adachi, Masaya Kawase, Yoh-ichi Tagawa
    • 雑誌名

      World Journal of Gastroenterology

      巻: 28 号: 14 ページ: 1444-1454

    • DOI

      10.3748/wjg.v28.i14.1444

    • 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] Visualized procollagen Iα1 demonstrates the intracellular processing of propeptides2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Toshiaki、Moriya Koji、Tsunenaga Makoto、Yanagawa Takayo、Morita Hiromi、Minowa Takashi、Tagawa Yoh-ichi、Hanagata Nobutaka、Inagaki Yutaka、Ikoma Toshiyuki
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 5 号: 5 ページ: e202101060-e202101060

    • DOI

      10.26508/lsa.202101060

    • 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] Cell adherence competition between osteoblasts and fibroblasts influences for osseointegration2021

    • 著者名/発表者名
      Miho Tamai, Kenichi Harimoto, Noriyuki Nagaoka, Kumiko Yoshihara, Yasuhiro Yoshida, Yoh-ichi Tagawa
    • 雑誌名

      Archives of Clinical and Biomedical Research

      巻: 5 号: 04 ページ: 567-581

    • DOI

      10.26502/acbr.50170191

    • 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] Human serum albumin-containing xeno-free freezing medium optimized for regenerative medicine2021

    • 著者名/発表者名
      Kenzo Bamba, Midori Ozawa, Miho Tamai, Emiko Shimbo, Hiromasa Shindo, Takuo Ota, Sungho Ahn, Arihiro Kohara, Yoh-ichi Tagawa
    • 雑誌名

      Translational and Regulatory Sciences

      巻: 3 号: 3 ページ: 77-82

    • DOI

      10.33611/trs.2021-008

    • NAID

      130008133921

    • ISSN
      2434-4974
    • 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] Hepatocytes and endothelial networks in a fluid-based in vitro model of liver drug metabolism2021

    • 著者名/発表者名
      Miho Tamai, Yoichi Fujiyama, Yoh-ichi Tagawa
    • 雑誌名

      Tissue Engineering part A

      巻: - 号: 17-18 ページ: 17-18

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2020.0226

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human iPS cell-derived astrocytes support efficient replication of progressive multifocal leukoencephalopathy-type JC polyomavirus2020

    • 著者名/発表者名
      Emiko Shimbo, Souichi Nukuzuma, Yoh-ichi Tagawa
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 553 号: 4 ページ: 983-987

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.09.117

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脱細胞材料を用いた胚性幹細胞から神経組織への分化誘導法の開発およびその生化学的応用2022

    • 著者名/発表者名
      チュウ モウチェン, 髙橋 和雅, 斉 震, 真保 恵美子, 田川 陽一
    • 学会等名
      第7回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Culturing of human iPSCs-derived liver tissue culture model on fluidic devices and biochemical analysis of its function as a hepatitis B virus research model2022

    • 著者名/発表者名
      JINHO HONG, Taiki Satoh, Miho Tamai, Tamura Shiori, Tetsuro Suzuki, Yoichi Fujiyama, Yoh-ichi Tagawa
    • 学会等名
      第7回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 感染防御システムの解明を目指したマウスES細胞とTS細胞を用いた胚盤胞モデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      福田 凌大、小畑 美貴、大田 拓穂、玉井 美穂、藤山 陽一、田川 陽一
    • 学会等名
      第7回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 肝類洞を模倣したヒト肝組織モデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      田村 汐里、塚本 昂大、藤山 陽一、洪 鎮湖、佐藤 敦紀、田川 陽一
    • 学会等名
      第7回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞からグリア細胞への分化誘導とPML型JCウイルスの感染2022

    • 著者名/発表者名
      陳 治平、真保 恵美子、奴久妻 聡一、田川 陽一
    • 学会等名
      第7回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フロー型アピカル嫌気共培養装置を用いた偏性嫌気性腸内細菌と単層化Caco-2細胞の相互作用解析2022

    • 著者名/発表者名
      坂本佳純,後藤愛那,加藤紀彦,米田恭子,橋本豊之,藤山陽一,田川陽一,金倫基,長谷耕二,片山高嶺
    • 学会等名
      腸内細菌学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細菌共培養腸管マイクロ流体デバイスを用いた物質の吸収・輸送2021

    • 著者名/発表者名
      木佐貫 真由、津田 南美、粕谷 菜月、進藤 寛将、藤山 陽一、玉井 美保、長岡 紀幸、田川 陽一
    • 学会等名
      第34回日本動物実験代替法学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来のアストロサイトはPML型JCポリオーマウイルスを効率よく複製させる2021

    • 著者名/発表者名
      奴久妻 聡一、真保 恵美子、田川 陽一
    • 学会等名
      日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた大腸炎モデルの開発と解析2021

    • 著者名/発表者名
      津田南美、進藤寛将、玉井美保、藤山陽一、長岡紀幸、田川陽一
    • 学会等名
      第85回インターフェロン・サイトカイン学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類の合成生物学を目指したマイクロ流体デバイス技術2021

    • 著者名/発表者名
      田川陽一
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた細胞ー細菌共培養系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      津田南美、進藤寛将、中澤杜浩、小島栞、藤山陽一、小関英一、玉井美保、長岡紀幸、田川陽一
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 薬物スクリーニングのための “時計”をもつ肝組織モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      QI ZHEN, 玉井美保、今西未来、田川陽一
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] iPS細胞から分化誘導した肝細胞と類洞内皮細胞による肝組織構築の試み2021

    • 著者名/発表者名
      塚本昂大、佐藤敦紀、田川陽一
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In vitro liver tissue model of human iPS cell derived hepatocytes and HUVEC networks2021

    • 著者名/発表者名
      JinHo Hong, Taiki Satoh, Yoh-ichi Tagawa
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マウスES細胞・TS細胞を用いた胚盤胞モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      小畑美貴、大田拓穂、玉井美保、田川陽一
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱細胞材料を用いた 胚性幹細胞から神経組織への分化誘導法 の開発およびその生化学的応用2021

    • 著者名/発表者名
      Muquan Qiu, Kazuma Takahashi, Zhen Qi,Emiko Shimbo, Yoh-ichi Tagawa
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 組織工学とマイクロ流体デバイス技術を用いた哺乳類の合成生物学2020

    • 著者名/発表者名
      田川陽一
    • 学会等名
      免疫毒性学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌と腸管上皮細胞の共培養マイクロ流体デバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      小島栞 中澤杜浩 進藤寛将 玉井美保 藤山陽一 小関英一 米田恭子 長岡紀幸 田川陽一
    • 学会等名
      第24回腸内細菌学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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