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クローン病小腸病変における区域依存的幹細胞特性の解析と再生医療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K07352
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53010:消化器内科学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

大塚 和朗  東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 准教授 (00338443)

研究分担者 岡本 隆一  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50451935)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードクローン病 / オルガノイド / 幹細胞 / シングルセル解析
研究開始時の研究の概要

消化管難病の一つであるクローン病は区域性に病変を呈する特徴を有し、特に小腸活動性区域における粘膜治癒の達成は長期的な予後改善に極めて重要である。しかしながら同疾患の区域性病変分布を規定する要因等は未だ明らかでない。本研究ではクローン病の区域性病変分布が「区域依存的幹細胞特性」に起因するという仮説を立て、同患者の小腸活動性区域・非活動性区域に分布する腸上皮幹細胞についてオルガノイド培養技術を用いたシングルセル解析を実施する。本研究の遂行により、クローン病小腸病変の分布を規定する幹細胞特性の有無が明らかとなるのみならず、同知見を利用した新規治療への速やかな応用も期待できる。

研究実績の概要

本課題ではクローン病の区域性病変分布は当該消化管領域における「区域依存的幹細胞特性」に起因するという仮説を立て、クローン病患者の小腸活動性区域・非活動性区域に分布する腸上皮幹細胞について、オルガノイド培養技術を用いたシングルセル・レベルの解析を実施し、クローン病小腸病変の分布を規定する幹細胞特性の有無が明らかとすることを目的として研究を推進している。
本年度は当初研究計画に従い「小腸内視鏡画像と紐付いた部位・区域別クローン病小腸上皮オルガノイドライブラリの構築」、「部位・区域別クローン病オルガノイドのscRNA-Seq/WGS及び機能解析」、及び「部位・区域別クローン病内視鏡画像-病理画像-幹細胞特性連関の人工知能解析」について研究を実施した。その結果、以下の様な成果を得ている。
1)異なる小腸区域よりクローン病患者由来小腸オルガノイドを樹立し、ライブラリ構築における症例数の蓄積に進展を得た。各々のオルガノイドについて、内視鏡画像と紐付く形で構築を進め、一方で高効率にクローン病患者由来小腸オルガノイドを樹立・増幅するために有効な培養因子の同定も完了した。
2)樹立した患者由来オルガノイドについてscRNA-Seqに関する条件検討を行い、初期条件において得られたシングルセルデータよりtSNE解析等を実施する手法を確立した。
3)小腸内視鏡所見(内視鏡スコア)と病変タイプ、疾患活動度等に関する患者データの集積を進め、患者の臨床経過を規定する因子について、特に小腸病変の活動性の重要性を明らかとした。

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

当初計画されていた小腸上皮オルガノイドライブラリの構築等が当初計画に沿って進展しており、概ね順調に進捗していると考えている。

今後の研究の推進方策

本年度計画は概ね順調に推移していることから、当初計画に沿い、次年度以降は上記にて取得したデータ等用いて「小腸内視鏡画像と紐付いた部位・区域別クローン病小腸上皮オルガノイドライブラリの構築」、「部位・区域別クローン病オルガノイドのscRNA-Seq/WGS及び機能解析」、及び「部位・区域別クローン病内視鏡画像-病理画像-幹細胞特性連関の人工知能解析」についてさらに研究を推進する計画である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Combination of leucine-rich alpha-2 glycoprotein and fecal markers detect Crohn’s disease activity confirmed by balloon-assisted enteroscopy2024

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto Ami、Takenaka Kento、Hibiya Shuji、Kitazume Yoshio、Shimizu Hiromichi、Fujii Toshimitsu、Saito Eiko、Ohtsuka Kazuo、Okamoto Ryuichi
    • 雑誌名

      Intestinal Research

      巻: 22 号: 1 ページ: 65-74

    • DOI

      10.5217/ir.2023.00092

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motility Mapping Quantification Using the Classical Optical Flow Algorithm for Small Bowel Crohn’s Disease: Comparison with Balloon-assisted Enteroscopy Findings2023

    • 著者名/発表者名
      Kitazume Yoshio、Takenaka Kento、Ohtsuka Kazuo、Ozawa Yasuo、Kimura Koichiro、Watanabe Ryosuke、Tsuchiya Junichi、Fujii Toshimitsu、Nagahori Masakazu、Watanabe Mamoru、Tateishi Ukihide
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 22 号: 3 ページ: 325-334

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2021-0037

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Serum Leucine-Rich α2 Glycoprotein: A Novel Biomarker for Transmural Inflammation in Crohn's Disease2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Takenaka, Yoshio Kitazume, Ami Kawamoto, Toshimitsu Fujii, Yumi Udagawa, Ryosuke Wanatabe, Hiromichi Shimizu, Shuji Hibiya, Masakazu Nagahori, Kazuo Ohtsuka, Hiroyuki Sato, Akihiro Hirakawa, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto
    • 雑誌名

      Am J Gastroenterol.

      巻: - 号: 6 ページ: 1028-1035

    • DOI

      10.14309/ajg.0000000000002127

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmural remission characterized by high biologic concentrations demonstrates better prognosis in Crohn's disease2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Takenaka, Ami Kawamoto, Yoshio Kitazume, Toshimitsu Fujii, Yumi Udagawa, Hiromichi Shimizu, Shuji Hibiya, Masakazu Nagahori, Kazuo Ohtsuka, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto
    • 雑誌名

      J Crohns Colitis.

      巻: - 号: 6 ページ: 855-862

    • DOI

      10.1093/ecco-jcc/jjac185

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] クローン病の小腸病変モニタリングにおけるバイオマーカーの有用性2024

    • 著者名/発表者名
      田村皓子、河本亜美、竹中健人、小林桜子、森川亮、日比谷秀爾、清水寛路、藤井俊光、齊藤詠子、長堀正和、大塚和朗、岡本隆一
    • 学会等名
      第20回日本消化管学会総会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物学的製剤によるクローン病狭窄性病変の変化2023

    • 著者名/発表者名
      竹中健人、河本亜美、日比谷秀爾、大塚和朗、岡本隆一
    • 学会等名
      第117回日本消化器内視鏡学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] COMBINING LEUCINE-RICH ALPHA-2 GLYCOPROTEIN AND FAECAL BIOMARKERS FOR ACCURATE MONITORING OF SMALL BOWEL ACTIVITY IN CROHN’S DISEASE2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamoto, K. Takenaka, S. Hibiya, Y. Kitazume, K. Ito, H. Shimizu, T. Fujii, E. Saito, K. Ohtsuka, R. Okamoto
    • 学会等名
      UEG Week 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クローン病肛門病変の生物学的製剤に対する内視鏡評価2023

    • 著者名/発表者名
      4)竹中健人、河本亜美、藤井俊光、日比谷秀爾、田村皓子、森川亮、小林桜子、清水寛路、齊藤詠子、長堀正和、大塚和朗、岡本隆一
    • 学会等名
      第14回日本炎症性腸疾患学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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