ヒトES/IPS細胞を用いた副腎皮質・血管分化機構の解明および内分泌学的解析

研究課題

研究課題/領域番号	22K08651
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分54040:代謝および内分泌学関連
研究機関	京都大学
研究代表者	田浦大輔京都大学, 医学研究科, 講師 (10558612)
研究分担者	曽根正勝聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (40437207)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円) 2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円) 2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円) 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード	ヒトiPS細胞 / 副腎皮質細胞 / 副腎発生 / iPS細胞
研究開始時の研究の概要	申請者らの研究室ではこれまで一貫してヒトＥS/iPS細胞からの血管細胞分化および副腎皮質細胞分化研究を実施してきた。本研究課題では将来的な再生医療への応用を目指して、副腎髄質細胞分化誘導系との共培養および両側副腎を摘出した副腎皮質機能不全マウスへの細胞移植実験を実施し、より成熟した副腎皮質細胞への分化誘導に繋がる新規因子を探索する。また、副腎皮質細胞分化・血管細胞分化誘導過程の双方で、各種ホルモンおよびその受容体発現を解析し、ヒトにおける血管、副腎分化が内分泌学的にどのように制御されているかについて検討する。
研究実績の概要	当該年度は研究計画に従い、ヒトiPS細胞からの副腎皮質分化誘導研究を継続して実施した。福岡大学医学部　再生・医療医学講座との共同研究にて副腎不全モデルマウスの作製に成功したため、誘導して得られたヒトiPS細胞由来中間中胚葉細胞(OSR1陽性）およびこの細胞にSF-1を遺伝子導入した細胞を副腎不全モデルマウスの腎被膜に移植する移植実験の検討を重ねた。移植した細胞が生着したことを確認するためには移植する細胞数を増やす必要が生じ、腎被膜への細胞移植方法に関して器具。手技の改良に取り組み、それに成功した。 in vitroの解析では前年度にヒトiPS細胞由来中間中胚葉細胞にSF-1を導入することで変化する遺伝子群の中にAVP1Rが含まれることを見出したため、副腎皮質細胞分化誘導におけるAVPの関与につき、さらに詳細に検討した。副腎皮質細胞分化誘導過程にAVPを添加することにより、副腎皮質への分化マーカーおよびステロイド合成酵素のmRNA発現が変化するかを検討したところ、StARやHSD3βの発現に関しては変化が見られなかったが、CYP17A1,CYP21A2に関しては、AVP添加にて発現が正の方向に変化する可能性が示唆された。このため、次にAVP1Rを強制発現するためのウイルスベクターを設計し、AVP1R強発現下でのAVP添加の影響につき、さらに検討を重ねている。一方、当研究課題の派生研究として、ニコチン添加による血管細胞分化への影響の検討を行い、これまでにニコチン性アセチルコリン受容体が未分化状態のiPS細胞の発現し、未分化iPS細胞へのニコチン添加は酸化ストレスを軽減し、細胞増殖を亢進する方向に作用することを見出している。現在、副腎分化誘導過程におけるニコチン添加の影響についても検討している。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由研究計画に従い、ヒトiPS細胞からの副腎皮質細胞分化誘導研究に関して、副腎不全マウスモデルへの移植実験、in vitroにおける副腎皮質分化に関与する因子の探索ともに実施できている。
今後の研究の推進方策	副腎不全モデルマウスへの移植実験に関しては系の安定化に時間を費やしたが、現在では安定した実験系にて細胞移植を実施できる状態に改善したため、今後、移植結果を多面的に解析することに尽力する。in vitroでの副腎皮質分化誘導研究では、性腺/副腎への分化のスイッチの機構に関してまだ十分な知見が得られていない。この点につき、更に研究を進めるとともに、副腎皮質分化におけるAVP/AVP1Rの意義に関してもさらに検討を重ねる。ヒトiPS細胞からの血管細胞分化誘導研究に関しては、これまではその正確な濃度測定が困難であったヒトナトリウム利尿ペプチドファミリーの中のCNPに関して、他施設との共同研究にてヒトCNP53の無抽出高感度CLEIA測定法を開発できており、血管誘導におけるCNPの関与に関して、今後更に詳細な解析ができると考えている。