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ヒトES/iPS細胞の未分化性維持に関与するシグナル伝達経路の探索

研究課題

研究課題/領域番号 22603018
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関独立行政法人医薬基盤研究所

研究代表者

木根原 匡希  独立行政法人医薬基盤研究所, 難病・疾患資源研究部, 研究員 (70568451)

研究分担者 古江 美保  独立行政法人医薬基盤研究所, 難病・疾患資源研究部, 研究員リーダー (80257310)
平田 みつひ (平田 ひつみ)  独立行政法人医薬基盤研究所, 難病・疾患資源研究部, 研究員 (80568452)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードiPS細胞 / 多能性幹細胞 / 小分子化合物 / シグナル経路 / PKC / ES細胞 / 阻害剤 / Self-renewal / Differentiation / 分化 / 自己増殖 / シグナル伝達 / 発生・分化 / アルカリフォスファターゼ(ALP) / 低分子化合物
研究概要

ヒト多能性幹細胞の自己増殖は、様々なシグナル経路によってサポートされることが知られている。その中でもFGF-2シグナルは、未分化状態の維持に必須であると考えられている。しかしながら、FGF-2に応答する下流シグナル経路によって制御されるヒト多能性幹細胞の分化や自己増殖の機構は、十分に解明されていない。これまで私たちは、ミニマムエッセンシャルな成分からなる既知組成培地hESF9を開発した。この培地を用いてFGF-2シグナルの下流経路に作用し、未分化なヒトES/iPS細胞の自己増殖を促進させる小分子化合物を探索した。未分化マーカーであるアルカリフォスファターゼ活性を指標として数多くの小分子化合物をスクリーニングした結果、私たちは未分化なヒトES/iPS細胞の増殖を促進させるPKC阻害剤(GF109203X)を発見した。PKCは、ヒト多能性幹細胞の分化・未分化性を制御する重要なFGF-2の下流シグナル伝達経路に関与することが考えられた。PKCノックダウン解析の結果、私たちはPKCがFGF-2の下流経路であるAKT、ERK1/2、GSK3βのリン酸化に関与することを明らかにした。またActivin Aの添加は、FGF-2と相乗的にERK1/2、GSK3βのリン酸化を増加させた。このERK1/2とGSK3βのリン酸化は、GF109203XおよびERK経路阻害剤U0126の添加によって阻害された。さらに、GF109203XおよびU0126の添加は、ヒト多能性幹細胞の安定な増殖を促進し、単一細胞剥離による継代を可能にした。本研究において私たちは、FGF-2の添加により活性化するPKCによって、ヒトES/iPS細胞の分化・未分化な状態が制御されることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) 備考 (4件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Protein Kinase C Regulates Human Pluripotent Stem Cell Self-Renewal2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kinehara, Suguru Kawamura, Daiki Tateyama, Mika Suga, Hiroko Matsumura, Sumiyo Mimura, Noriko Hirayama, Mitsuhi Hirata, Kozue Uchio-Yamada, Arihiro Kohara, Kana Yanagihara, Miho K. Furue
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 8(1) 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0054122

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 無血清培地を用いたヒトiPS細胞を制御する化合物の探索2013

    • 著者名/発表者名
      木根原匡希
    • 学会等名
      独立行政法人医薬基盤研究所 難病・疾患資源研究部ヒト幹細胞応用開発、BioExpo2013
    • 発表場所
      東京ビックサイト
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒト胚性幹細胞の上皮間葉移行に関与する転写因子EGR1の同定2012

    • 著者名/発表者名
      木根原匡希、河村卓、二川浩樹、古江-楠田美保
    • 学会等名
      第85回日本組織培養学会
    • 発表場所
      京都大学 百周年時計台記念館 百周年記念ホール
    • 年月日
      2012-05-17
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] EMT-related gene expression during cell differentiation into extraembryonic endoderm in human embryonic stem cells2011

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kawamura, Masaki Kinehara, Hiroki Nikawa, Miho K.Furue
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PROTEIN KINASE C INDUCES EPITHELIAL TO MESENCHYMAL TRANSITION IN HUMANES AND IPS CELLS2011

    • 著者名/発表者名
      Kinehara Masaki, Kawamura Suguru, Tateyama Daiki, Inoue Shin-ich, Matsumura Hiroko, Hirata Mitsuhi, Furue, Miho K
    • 学会等名
      ISSCR 9th
    • 発表場所
      Tronto, Ontario, Canada, Metro tronto convention centre
    • 年月日
      2011-06-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] EMT-related gene expression during cell differentiation into extraembryonic endoderm in human embryonic stem cells2011

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kawamura, Masaki Kinehara, Hiroki Nikawa, Miho K. Furue
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜、一般講演(口頭)とポスター発表(1P-0168)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PROTEIN KINASE C INDUCES EPITHELIAL TO MESENCHYMAL TRANSITION IN HUMAN ES AND IPS CELLS2011

    • 著者名/発表者名
      Kinehara Masaki, Kawamura Suguru, Tateyama Daiki, Inoue Shin-ich, Matsumura Hiroko, Hirata Mitsuhi, Furue, Miho K
    • 学会等名
      ISSCR 9th Toront
    • 発表場所
      Canada. Poster No. 3419
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF A DEFINED SERUM FREE AND XENO FREE MEDIUM COMPOSED OF MINIMAL COMPONENTS FOR CULTURING HUMAN ES/IPS CELLS2011

    • 著者名/発表者名
      Tateyama Daiki, Kinehara Masaki, Hirata Mitsuhi, Matsumura Hiroko, Inoue Shin-Ichi, and Furue Miho K
    • 学会等名
      ISSCR 9th Toront
    • 発表場所
      Canada. Poster No. 3512
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of an alkaline phosphatase activity-based high-throughput screening assay using human iPS cells with chemically defined culture conditions2010

    • 著者名/発表者名
      木根原匡希
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
    • 発表場所
      Moscone West, San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2010-06-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of an alkaline phosphatase activity-based high-throughput screening assay using human iPS cells with chemically defined culture conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Masaki, Kinehara, Miho, Furue Kusuda
    • 学会等名
      第83回日本培養学会
    • 発表場所
      岡山大学創立五十周年記念館(Session in English)
    • 年月日
      2010-05-21
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of an alkaline phosphatase activity-based high-throughput screening assay using human iPS cells with chemically defined culture conditions2010

    • 著者名/発表者名
      木根原匡希
    • 学会等名
      日本組織培養学会
    • 発表場所
      岡山大学創立五十周年記念館
    • 年月日
      2010-05-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Kinehara Masaki, Tateyama Daiki, Matsumura Hiroko, and Furue Miho Kusuda2010

    • 著者名/発表者名
      DEVELOPMENT OF AN ALKALINE PHOSPHATASE ACTIVITY-BASED HIGH-THROUGHPUT SCREENING ASSAY USING HUMAN IPS CELLS WITH CHEMICALLY DEFINED CULTURE CONDITIONS
    • 学会等名
      ISSCR 8th San Francisco
    • 発表場所
      CA, USA., Poster No. W66
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Protein Kinase C Regulates Human Pluripotent Stem Cell Self-Renewal

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kinehara, Suguru Kawamura, Daiki Tateyama, Mika Suga, Hiroko Matsumura, Sumiyo Mimura, Mitsuhi Hirata, Kana Yanagihara and Miho K. Furue
    • 学会等名
      (2013年) ISSCR 11th Boston, Poster No. F-2397 (発表予定).
    • 発表場所
      USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒト胚性幹細胞の上皮間葉移行に関与する転写因子EGR1の同定

    • 著者名/発表者名
      木根原 匡希
    • 学会等名
      第85回日本組織培養学会
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館 百周年記念ホール
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nibio.go.jp/part/disease/cell_cultures/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 独)医薬基盤研究所 ヒト幹細胞応用開発室

    • URL

      http://lscc-nibio.blogspot.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://lscc-nibio.blogspot.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nibio.go.jp/baiyou/OHOME.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] ヒト多能性幹細胞の培養方法2012

    • 発明者名
      古江美保・ 木根原匡希
    • 権利者名
      独立行政法人医薬基盤研究所
    • 取得年月日
      2012-08-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 「ヒト多能性幹細胞の培養方法」2011

    • 発明者名
      古江美保 ・ 木根原匡希
    • 権利者名
      独立行政法人 医薬基盤研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2011-08-11
    • 取得年月日
      2012-08-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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