疾患 iPS 細胞を用いたヒト TPO/c-MPL の造血幹細胞制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23791154
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 小児科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高山 直也 京都大学, iPS 細胞研究所, 助教 (10584229)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 疾患特異的iPS細胞 / CAMT / c-MPL / 巨核球分化 / 赤血球分化 / 造血不全

研究概要

疾患特異的iPS細胞は、発症機序解明、創薬開発が期待されている。申請者らは、造血因子であるトロンボポイエチン(TPO)受容体c-MPLの遺伝子異常疾患(CAMT;Congenital Amegakaryocytic Thrombocytopenia)患者からiPS細胞を樹立し、正常c-MPLの発現を付加する系を用いて、ヒトTPO/c-MPLシグナルの造血前駆細胞の発生及び分化機構への関与を検証し、以下の点を明らかにした。1.CD34陽性造血前駆細胞において、その細胞の維持、および増殖能にMPLシグナルが重要な役割を果たしている、2.MPL欠損によりCD34陽性造血前駆細胞から、各種骨髄球系細胞への分化は障害されるが、巨核球/赤芽球共通前駆細胞段階での障害が顕著であり、この2系統への分化には必須である。これらは CAMT 患者の臨床経過を再現している、3.レトロウイルスベクターによる Wild type MPL の強制発現により遺伝子を修復したCAMT-iPS細胞では、これら分化能の障害は一部改善され、疾患治療モデルとしての有効性を示す、4.正常MPLの強制発現による過剰なTPO/MPLシグナルにより、正常iPS細胞およびCAMT-iPS細胞の巨核球分化において、重要な機能分子一つであるフォンウィルファクターレセプター(GPIX、GPIbaなど)の発現が低い未成熟な巨核球が一部産生され、機能の低い血小板が産生される。遺伝子治療の際には、正確な位置への相同組み換えなどを用いた厳格なMPLの発現コントロールが重要である

研究成果

• [雑誌論文] CAMT-iPS Cells Exhibiting Defective MPL Signaling Dysregulate Megakaryopoiesis and Erythropoiesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirata S., Takayama N.(Corresponding author),Jono-Ohnishi R., Endo H., Nakamura S., Dohda T., Nishi M., Hamazaki Y., IshiiE.,Kaneko S., Otsu M., NakauchiH.,Kunishima S., and Eto K.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of rejuvenated antigen-specific T cells by reprogramming to pluripotency and redifferentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Koseki H, Nakauchi H. 他
  • 雑誌名: Cell Stem Cell. 巻: 12 号: 1 ページ: 114-26
  • DOI: 10.1016/j.stem.2012.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of SOX17 in hematopoietic development from human embryonic stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima-Takagi Y, Osawa M, Oshima M, Takagi H, Miyagi S, Endoh M, Endo TA, Takayama N, Eto K, Toyoda T, Koseki H, Nakauchi H, Iwama A.
  • 雑誌名: Blood. 巻: 121 号: 3 ページ: 447-58
  • DOI: 10.1182/blood-2012-05-431403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Donor-dependent variations in hepatic differentiation from human-induced pluripotent stem cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kajiwara M
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 109 号: 31 ページ: 12538-12543
  • DOI: 10.1073/pnas.1209979109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of induced pluripotent stem cells from primary chronic myelogenous leukemia (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiki Kumano
  • 雑誌名: BLOOD 巻: 119 号: 26 ページ: 6234-6242
  • DOI: 10.1182/blood-2011-07-367441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pluripotent stem cells reveal the developmental biology of human megakaryocytes and provide a source of platelets for clinical application (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Eto K
  • 雑誌名: Cell Mol Life Sci 巻: 69(20) 号: 20 ページ: 3419-28
  • DOI: 10.1007/s00018-012-0995-4
  • NAID: 120004920418
  • 査読あり
• [雑誌論文] PKA/CREB Signaling Triggers Initiation of Endothelial and Hematopoietic Cell Differentiation via Etv2 Induction. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Matsunaga T, Katayama S, Kataoka H, Takayama N, Eto K, Nishikawa S, Yamashita JK.
  • 雑誌名: Stem cells 巻: 30 ページ: 687-696
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro generation of megakaryocytes and platelets from human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Eto K.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 788 ページ: 205-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging visualizes discoid platelet aggregations without endothelium disruption and implicates contribution of inflammatory cytokine and integrin signaling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura S, Manabe I,Takayama N, Eto K, Nagai R. et al.
  • 雑誌名: Blood 巻: 119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterozygous ITGA2B R995W mutation inducing constitutive activation of the {alpha}IIb{beta}3 receptor affects proplatelet formation and causes congenital macrothrombocytopenia. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kunishima S, Kashiwagi H, Otsu M, Takayama N, Eto K, Onodera M, Miyajima Y, Takamatsu Y, Suzumiya J, Matsubara K, Tomiyama Y, Saito H.
  • 雑誌名: Blood 巻: 117 ページ: 5479-5484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constitutive STAT5A activation enables erythropoiesis from human embryonic stem cell-derived primitive hematopoietic cells in the absence of erythropoietin. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T., Sano S., Takayama N., Kaneko S., Eto K., Takeuchi Y., and Nakauchi H.
  • 雑誌名: Kitasato Medical Journal 巻: 41 ページ: 42-49
  • NAID: 40018724979
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「ヒトiPS細胞を用いた血小板再生」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山直也、江藤浩之、中内啓光
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 69 ページ: 2161-2165
• [雑誌論文] 「ヒト多能性幹細胞を用いた巨核球/血小板造血研究」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山直也、江藤浩之
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 239
• [雑誌論文] 「ヒトiPS細胞からの止血効果を持つ血小板の生成」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山直也、江藤浩之
  • 雑誌名: 血液内科 巻: 63 ページ: 339-343
• [学会発表] Human induced pluripotent stem cell-derived blood cells toward clinical application (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N.
  • 学会等名: 17th International Symposium on Gnotobiology and 34th Congress of the Society for Microbial Ecology and Disease.(招待講演)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] TRANSIENT ACTIVATION OF C-MYC EXPRESSION IS CRITICAL FOR EFFICIENT PLATELET GENERATION FROM HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Nishimura S, Nakamura S, Shimizu T, Ohnishi R, Endo H, Yamaguchi T, Otsu M, Nishimura K, Nakanishi M, Sawaguchi A, Nagai R, Takahashi K, Yamanaka S, Nakauchi H, Eto K.
  • 学会等名: XXIII Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Suspected incomplete reprogramming in blood-derived human induced pluripotent stem cells is advantageous for adult-type erythrocyte generation with globin switching (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Sano S, Shimizu T., Kawahata R., Endo H., Nakamura S., Ogawa S., Nakauchi H., and Eto K.
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 9th Annual Meeting (ISSCR)
  • 発表場所: Toronto, Canada
• [学会発表] Platelet Production System Using an Immortalized Megakaryocyte Cell Line Derived From Human Pluripotent Stem Cells
  • 著者名/発表者名: Nakamura S., Takayama N.（発表者）,, Nakauchi H., and Eto K.
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Modeling Congenital Amegakaryocytic Thrombocytopenia Using Patient-Specific Induced Pluripotent Stem Cells
  • 著者名/発表者名: Naoya Takayama, Shinji Hirata, Ryoko Jono-Ohnishi, Eiichi Ishii, Hiromitsu Nakauchi, Shinji Kunishima, and Koji Eto et.al
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition.
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Stepwise Signaling and Low Oxygen Promote Hematopoietic Progenitor Emergence From Human Pluripotent Stem Cells
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Endo, Naoya Takayama, Tomo Koike, Hiromitsu Nakauchi, and Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition.
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Continuous Inhibition of ADAM17 Using a Novel Selective Inhibitor Restores Functional Platelet Yield From Human Pluripotent Stem Cells
  • 著者名/発表者名: Shinji Hirata, Ryoko Jono-Ohnishi, Satoshi Nishimura, Naoya Takayama, Sou Nakamura, Hiromitsu Nakauchi, Takahiko Murata, and Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition.
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] In Vitro Generation of Mature T Lymphocytes From Human Ips Cells and Genetic Analysis of TCR Gene Rearrangements
  • 著者名/発表者名: Toshinobu Nishimura, Shin Kaneko, Yoko Tajima, Naoya Takayama, Ai Tachikawa-Kawana, Koji Eto, and Hiromitsu Nakauchi.
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition.
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Platelet transfusion system using an immortalized megakaryocyte cell line derived from hESCs/iPSCs
  • 著者名/発表者名: Sou Nakamura, Naoya Takayama, Hiromitsu Nakauchi, Koji Eto
  • 学会等名: 第７３回日本血液学会学術集会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 輸血医療革命をもたらす多能性幹細胞由来不死化巨核球細胞株樹立技術の開発
  • 著者名/発表者名: 中村壮、高山直也、中内啓光、江藤浩之
  • 学会等名: 第32回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都
• [産業財産権] 血小板産生の場構築の為の巨核球細胞の多核化の促進法 (2011)
  • 発明者名: 江藤浩之、中内啓光、高山直也、中村壮
  • 権利者名: 江藤浩之、中内啓光、高山直也、中村壮
  • 産業財産権番号: 2011-108253
  • 出願年月日: 2011