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ヒト膵島内での分化転換機構を応用したiPS細胞からの機能的膵島分化誘導法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21631
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
研究機関京都大学

研究代表者

古山 賢一郎  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点講師 (10868798)

研究分担者 川口 義弥  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (60359792)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードβ細胞再生 / iPS細胞 / 分化誘導 / ヒト膵島 / 膵島 / 多能性幹細胞 / 糖尿病 / 機能的膵島 / インスリン / beta cells / 糖尿病治療 / β細胞誘導
研究開始時の研究の概要

糖尿病治療をゴールとした多能性幹細胞からの膵β細胞分化誘導技術は着実に進歩を遂げてきてはいるが、未だに臨床応用に至っていない。つまりインスリンを発現するβ様細胞の創出はできるようになったが、十分な機能をもつβ細胞を作製する技術が未だに確立していない。それは、目指すべき機能的β細胞のprofileがヒトでは充分でなかった為に、作成した細胞がどこまで成体の機能的細胞に近似しているかの評価ができなかったからである。本研究では、申請者が明らかにしたヒト機能的β細胞プロファイルの「カタログ」を参照することで、作製過程および作製したβ細胞のインスリン分泌機構を多元的に評価して、分化誘導法を改良したい。

研究成果の概要

iPS細胞の開発以降、多能性幹細胞から膵β細胞を作製して糖尿病治療を目指す試みがなされてきたが、十分な機能をもつβ細胞を再現性良く作製する技術が未だ確立していない。本研究では、以下の戦略的コンセプトのもと、iPS細胞から機能的膵島を分化誘導する方法の開発に取り組んだ。①手本とすべきヒト機能的β細胞プロファイルの「カタログ」化。②β細胞の機能発揮およびmono-hormonal化に重要な3D組織構築を持ったβ細胞の作製。

研究成果の学術的意義や社会的意義

iPS細胞の医療応用が様々な分野で推し進められているが、糖尿病治療を目指したiPS細胞由来の膵β細胞移植は、未だ実用化の目処がついていない。それは、インスリンを発現するβ様の細胞 (β-like cells)の創出は比較的容易にできるようになったが、十分な機能をもつβ細胞を再現性良く作製する技術が未だに確立できなかったからである。本研究では、これまでの研究で欠けていた視点を補い、新たな作製法を開発した。本研究成果が臨床応用への弾みとなるだけでなく、遺伝性糖尿病など疾患の解明にも貢献すると期待される。

報告書

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

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (4件)

  • [国際共同研究] ジュネーヴ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ベルゲン大学(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ジュネーヴ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Genava(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bergen(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 膵発生/再生における細胞系譜と細胞間相互作用の解明2023

    • 著者名/発表者名
      古山賢一郎、川口義弥
    • 雑誌名

      膵臓

      巻: 38 号: 1 ページ: 2-9

    • DOI

      10.2958/suizo.38.2

    • ISSN
      0913-0071, 1881-2805
    • 年月日
      2023-02-28
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of human islet cell type-specific identity genesets2022

    • 著者名/発表者名
      van Gurp Leon、Fodoulian Leon、Oropeza Daniel、Furuyama Kenichiro、Bru-Tari Eva、Vu Anh Nguyet、Kaddis John S.、Rodr?guez Iv?n、Thorel Fabrizio、Herrera Pedro L.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29588-8

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 膵立体構築における細胞間相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      古山賢一郎、川口義弥
    • 雑誌名

      胆と膵

      巻: 43 ページ: 717-722

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Editorial: Beta-Cell Fate: From Gene Circuits to Disease Mechanisms2022

    • 著者名/発表者名
      Ghila Luiza、Furuyama Kenichiro、Grey Shane T.、Scholz Hanne、Chera Simona
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fgene.2022.822440

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pancreatic islet Ppy-expressing gamma-cells display mixed phenotypic traits and have the adaptive plasticity to engage insulin production.2021

    • 著者名/発表者名
      Perez-Frances M, van Gurp L, Abate MV, Cigliola V, Furuyama K, Bru-Tari E, Oropeza D, Carreaux T, Fujitani Y, Thorel F, Herrera PL.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 4458-4458

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24788-0

    • 関連する報告書
      2021 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] Epithelial expression of Gata4 and Sox2 regulates specification of the squamous?columnar junction via MAPK/ERK signaling in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Sankoda Nao、Tanabe Wataru、Tanaka Akito、Shibata Hirofumi、Woltjen Knut、Chiba Tsutomu、Haga Hironori、Sakai Yoshiharu、Mandai Masaki、Yamamoto Takuya、Yamada Yasuhiro、Uemoto Shinji、Kawaguchi Yoshiya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-021-20906-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Combined inhibition of menin-MLL interaction and TGF-β signaling induces replication of human pancreatic beta cells2020

    • 著者名/発表者名
      Pahlavanneshan Saghar、Behmanesh Mehrdad、Oropeza Daniel、Furuyama Kenichiro、Tahamtani Yaser、Basiri Mohsen、Herrera Pedro L.、Baharvand Hossein
    • 雑誌名

      European Journal of Cell Biology

      巻: 99 号: 5 ページ: 151094-151094

    • DOI

      10.1016/j.ejcb.2020.151094

    • 関連する報告書
      2020 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] Bioinformatic Analyses of miRNA?mRNA Signature during hiPSC Differentiation towards Insulin-Producing Cells upon HNF4α Mutation2020

    • 著者名/発表者名
      Ghila Luiza、Bj?rlykke Yngvild、Leg?y Thomas Aga、Vethe Heidrun、Furuyama Kenichiro、Chera Simona、R?der Helge
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 8 号: 7 ページ: 179-179

    • DOI

      10.3390/biomedicines8070179

    • 関連する報告書
      2020 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] Transient FOXO1 inhibition in pancreatic endoderm promotes the generation of NGN3+ endocrine precursors from human iPSCs2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ben、Uemoto Shinji、Kawaguchi Yoshiya
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 44 ページ: 101754-101754

    • DOI

      10.1016/j.scr.2020.101754

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] New insights into understanding the neuroendocrine tumors of the pancreas2022

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Furuyama
    • 学会等名
      International Association of Pancreatology, joint Symposium with AACR - JCA
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cell plasticity in the pancreatic islet2022

    • 著者名/発表者名
      古山賢一郎
    • 学会等名
      第55回 発生生物学会(金沢)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidating of Pathological Mechanism of Insulin Gene Mutation Using Human iPS Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Rashwan, Kenichiro Furuyama, Yoshiya Kawaguchi
    • 学会等名
      CiRA International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膵立体構築における細胞間相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      川口 義弥
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会WEB学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] The Pancreas: An Integrated Textbook of Basic Science, Medicine, and Surgery: 4th Edition2023

    • 著者名/発表者名
      K.Furuyama, Y.Kawaguchi (Editors: H.Begerほか)
    • 総ページ数
      1368
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      9781119875970
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 月刊糖尿病131号(Vol.13 No.3 2021)2021

    • 著者名/発表者名
      古山賢一郎 (企画編集/北村忠弘)
    • 総ページ数
      96
    • 出版者
      医学出版
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 糖尿病学20202020

    • 著者名/発表者名
      古山賢一郎 (企画編集: 門脇孝/山内敏正)
    • 総ページ数
      156
    • 出版者
      診断と治療社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 糖尿病・内分泌代謝科2020

    • 著者名/発表者名
      古山賢一郎
    • 総ページ数
      88
    • 出版者
      科学評論社(Vol. 50 No.2 2020)
    • 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: 2024-01-30  

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