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オンチップ血管網を用いたSturge-Weber症候群モデル構築と発症機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15909
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

坂野 公彦  奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (40865630)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスタージ・ウェーバー症候群 / 血管奇形 / 脈管奇形 / オンチップ血管網 / shear stress / GNAQ / ヒトiPS細胞 / ゲノム編集 / 血管内皮細胞 / 1細胞解析 / 灌流 / iPS細胞
研究開始時の研究の概要

スタージ・ウェーバー(Sturge-Weber)症候群は、顔面の赤あざと、脳血管奇形に起因する難治性てんかん発作などを特徴とするが、根本的な治療法はなく、発達遅滞が引き起こされる小児難病の1つである。近年、GNAQ遺伝子変異が報告されたが、研究に適した疾患モデルは確立されていない。今回申請者は、ゲノム編集技術を用いてSturge-Weber症候群モデルiPS細胞を作成した。血管内皮細胞に分化誘導した後、オンチップ血管網技術を用いて、その脳血管奇形に対する病態解明と治療薬開発を目指す。

研究成果の概要

スタージ・ウェーバー症候群は、顔面のポートワイン斑に加え、脳表面の血管病変が生じることで、難治性てんかんや発達遅滞が引き起こされる。申請者は、ヒトiPS細胞とゲノム編集を組み合わせ、さらに微小チップ上で灌流可能な血管網を作製することで、本症候群の血管病変の研究モデルを確立した。シングルセルRNA解析を用いることで、本症候群の血管で灌流を行った際に特異的に変化する遺伝子・遺伝子経路の同定に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スタージ・ウェーバー症候群は生涯にわたり医療介護支援が必要な指定難病である。近年、原因となる遺伝子が同定されたが、詳しい病態は明らかになっていない。今回の研究では、本症候群のモデルiPS細胞の作製を行い、脈管疾患に対する新しい研究手法としての「微小チップ上の血管網と、その灌流技術」を用いることで、病態の一端を明らかにすることができた。今後さらに本研究手法を利用・応用することで、本疾患のみならず他の脈管疾患の病態解明や治療法開発への発展が期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] インディアナ大学/コーネル大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Indiana University School of Medicine(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Origin, prospective identification, and function of circulating endothelial colony-forming cells in mice and humans2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Yang、Banno Kimihiko、Gil Chang-Hyun、Myslinski Jered、Hato Takashi、Shelley William C.、Gao Hongyu、Xuei Xiaoling、Liu Yunlong、Basile David P.、Yoshimoto Momoko、Prasain Nutan、Tarnawsky Stefan P.、Adams Ralf H.、Naruse Katsuhiko、Yoshida Junko、Murphy Michael P.、Horie Kyoji、Yoder Mervin C.
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 8 号: 5

    • DOI

      10.1172/jci.insight.164781

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Perfusable vasculature-on-chip for modeling Sturge-Weber syndrome2023

    • 著者名/発表者名
      Kimihiko Banno, Jered Myslinski, Takashi Hato, Ryuji Yokokawa, Kyoji Horie
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Angiogenesis)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detailed analysis of single cell transcriptome using Sturge-Weber syndrome specific on-chip vasculature2023

    • 著者名/発表者名
      Kimihiko Banno, Jered Myslinski, Junko Yoshida, Yoshikazu Kameda, Maneesha Shaji, Takashi Hato, Ryuji Yokokawa, Kyoji Horie
    • 学会等名
      Human Genetics Asia
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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