| 研究課題/領域番号 |
23K27567
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| 補助金の研究課題番号 |
23H02876 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
竹谷 健 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 教授 (30359880)
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| 研究分担者 |
大谷 嘉典 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 助教 (30815973)
藤谷 昌司 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 教授 (40376372)
松崎 有未 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 教授 (50338183)
赤松 和土 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (60338184)
山田 健治 島根大学, 医学部, 特別協力研究員 (70624930)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2023年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 高純度間葉系幹細胞 / 低ホスファターゼ症 / ミトコンドリア病 / 先天代謝異常症 / 間葉系幹細胞 / ミトコドリア / 低ホスファターぜ症 / 脂肪酸代謝異常症 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
治療法が確立していないミトコンドリアが関与する3つのIEMsの神経障害に対して、1RECによる有効性とその機序を明らかにすること、および 2BBBを通過させる方策として、浸透圧利尿薬を併用することでRECによる治療効果の増強を実証することである。
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| 研究実績の概要 |
・低ホスファターゼ症（HPP）由来iPS細胞から分化させた神経細胞と高純度間葉系幹細胞（REC）との共培養を行い、ミトコンドリア機能の回復を複数の方法で検討した。また、HPPモデルマウスに対して、RECと同等の機能を有するマウス由来高純度間葉系幹細胞（PαS）の移植実験を行うために、PαSの単離培養を行い、現在、HPPモデルマウスを増やしている。ミトコンドリア病（MELAS）由来iPS細胞から分化させた神経細胞とRECとの共培養を行い、RECがMELAS由来神経細胞のミトコンドリア機能が回復しただけでなくRECがMELAS由来神経細胞の異常なミトコンドリアを除去する機能を明らかにした。また、ミトコンドリアモデルマウスにおいてRECを投与した結果、各臓器にREC由来のヒトミトコンドリアが移入することを証明した。先天代謝異常症について、２つの先天代謝異常症のiPS細胞を樹立した。現在、RECとの共培養の実験をおこなっている。なお、前年度までの研究においてiPS細胞由来神経細胞における電気生理学的表現型にバラつきがあることが課題として明らかとなった。これを受け、Well間および分化バッチ間のばらつきを抑制することで安定した疾患表現型の検出を可能とするため、iPS細胞からの神経分化プロトコールの改良に重点を置き、実験条件を最適化した。
・RECを血液脳関門（BBB）を通過させて脳内へ送達する手法を検討した結果、細胞間隙を拡大させる作用を持つ浸透圧利尿薬を用い、一時的にBBBを緩和させる手法の最適化に成功した。その結果、エバンスブルーの脳内への効率的な浸潤が確認された。また、REC由来エクソソームを内因的に蛍光標識するためのレトロウイルスベクターを新たに作製し、RECから分泌されるエクソソームの体内動態を可視化できる実験系を構築した。また、REC由来エクソソームを分離・解析した結果、HEK293T細胞由来エクソソームと比較して、ミトコンドリアを多く含有する傾向が明らかとなった。
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| 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
すべての疾患のiPS細胞の樹立および神経細胞への分化に成功していること、動物実験もほぼ予定通り、２つの疾患で進んでいること。
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| 今後の研究の推進方策 |
・HPPおよび先天代謝異常症由来iPS細胞から樹立した神経細胞とRECの共培養における、ミトコンドリア機能および電気生理学的検討を行う。
・モデルマウスにおける神経系への影響を検討する。
・REC由来エクソソームの詳細な解析を継続するとともに、MELAS患者由来iPS細胞から分化誘導した神経細胞を用いて、REC由来エクソソームの治療効果をin vitroで評価する予定である。さらに、RECおよび蛍光標識したREC由来エクソソームを、浸透圧利尿薬を併用することで野生型マウスの脳内に送達可能かどうかを検証する。これらの検討を通じて、RECがMELASに対して中枢神経系レベルで治療効果をもたらすか否か、さらにその作用メカニズムの解明を目指す。
・ 新たに確立した分化誘導法を用いて、神経細胞の電気生理学的表現型を確認し、表現型検出の安定性を従来の手法と比較検討する。並行して、従来のREC共培養系に加え、増殖性のある細胞成分を排除することで表現型検出の安定化を図る目的で、REC培養上清による治療効果の検討を進める予定である。
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