ヒトiPS細胞からの移植可能な膵上皮細胞への分化誘導法の開発と生理機能の検証

• 研究課題/領域番号: 25860747
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 代謝学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 豊田 太郎 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (60593530)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013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: iPS細胞 / ES細胞 / PDX1 / NKX6.1 / 膵臓 / 糖尿病 / β細胞 / インスリン

研究成果の概要

膵芽・膵上皮細胞（NKX6.1+細胞）は、発生過程において膵臓への分化が決定された細胞である。NKX6.1+細胞への分化誘導は多能性幹細胞からの膵細胞作製において要所となる。しかしながら、その作製方法は確立していない。本研究では、細胞塊の形成がNKX6.1+細胞の誘導因子の一つであることを示した。また、作製したNKX6.1+細胞は膵芽細胞の指標となる遺伝子発現をしており、移植することで膵上皮様構造やグルコースに応答してインスリン分泌する膵β細胞へと分化可能であった。本研究で開発したヒト多能性幹細胞からのNKX6.1+細胞の分化誘導法は、膵細胞を用いた基礎研究や臨床応用に有用である。

研究成果

• [雑誌論文] Cell aggregation optimizes the differentiation of human ESCs and iPSCs into pancreatic bud-like progenitor cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda T, Mae S, Tanaka H, Kondo Y, Funato M, Hosokawa Y, Sudo T, Kawaguchi Y, Osafune K
  • 雑誌名: Stem Cell Resarch 巻: 14 号: 2 ページ: 185-197
  • DOI: 10.1016/j.scr.2015.01.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 多能性幹細胞を用いた腎臓、膵臓系譜の分化誘導研究の最前線 (2015)
  • 著者名/発表者名: 居神麻衣子、豊田太郎、長船健二
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 33 ページ: 260-266
• [雑誌論文] 膵β細胞の再生医療―どこまで進んだのか― (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村東、豊田太郎、長船健二
  • 雑誌名: プラクティス 巻: 31 ページ: 475-482
• [雑誌論文] A novel efficient feeder-free culture system for the derivation of human induced pluripotent stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Taniguchi Y, Senda S, Takizawa N, Ichisaka T, Asano K, Morizane A, Doi D, Takahashi J, Nishizawa M, Yoshida Y, Toyoda T, Osafune K, Sekiguchi K, YamanakaS.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 3594-3594
  • DOI: 10.1038/srep03594
  • NAID: 120005357344
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞塊形成を利用したヒトES/iPS細胞から移植可能な膵芽細胞への分化誘導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊田太郎、木村東、前伸一、田中ひろみ、長船健二
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] Cell aggregation optimizes the differentiation of human ESCs and iPSCs into pancreatic bud-like progenitor cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Taro Toyoda, Shin-Ichi Mae, Azuma Kimura, Hiromi Tanaka, Yasushi Kondo, Michinori Funato, Yoshiya Hosokawa, Tomomi Sudo, Yoshiya Kawaguchi, Kenji Osafune
  • 学会等名: 第18回武田科学振興財団生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-01-15 – 2015-01-17
• [学会発表] A small molecule that facilitates the differentiation into pancreatic endocrine cells from human ES/iPS cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Kondo, Taro Toyoda, Michinori Funato, Yoshiya Hosokawa, Satoshi Matsui, Tomomi Sudo, Xiaotong Zhuang, Akira Ohta, Shinya Yamanaka, Nobuya Inagaki, Kenji Osafune
  • 学会等名: 10th International Diabetes Federation (IDF)-Western Pacific Region Congress 2014/ 6th Asian Association for the Study of Diabetes (AASD) Scientific Meeting
  • 発表場所: Singapore, Singapore
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-24
• [学会発表] CELL AGGREGATION OPTIMIZES THE DIFFERENTIATION INTO PANCREATIC BUD-LIKE PROGENITOR CELLS FROM HUMAN ESCS AND IPSCS (2014)
  • 著者名/発表者名: Taro Toyoda, Shin-Ichi Mae, Hiromi Tanaka, Yasushi Kondo, Michinori Funato, Yoshiya Hosokawa, Tomomi Sudo, Shinya Yamanaka, Kenji Osafune
  • 学会等名: 12th Annual Meeting, International Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [学会発表] DEVELOPMENT OF A NOVEL XENO-FREE MEDIUM, STEMFITTM, FOR FEEDER-FREE CULTURE OF HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS (2014)
  • 著者名/発表者名: Senda S, Okamoto S, Taniguchi Y, Ozawa H, Ando Y, Yokoyama M, Matsumoto T, Kobayashi T, Takizawa N, Ichisaka T, Asano K, Morizane A, Doi D, Takahashi T, Yoshida Y, Toyoda T, Osafune K, Itoga J, Yagi E, Nishizawa M, Yamanaka S, Sekiguchi K, Nakagawa M
  • 学会等名: 12th Annual Meeting, International Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [学会発表] Development of the Method to Differentiate Pancreatic ß-like Cells from Human iPS Cells by Using Small Molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Kondo, Kentaro Toyoda, Taro Toyoda, Michinori Funato, Yoshiya Hosokawa Satoshi Matsui, Tomomi Sudo, Xiaotong Zhuang, Akira Ohta, Shinya Yamanaka, Nobuya Inagaki, Kenji Osafune
  • 学会等名: American Diabetes Association 74th Scientific Sessions
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-06-13 – 2014-06-17
• [学会発表] ヒトiPS/ES細胞からの移植可能な膵芽細胞への分化誘導法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田太郎、前伸一、田中ひろみ、近藤恭士、舩戸道徳、細川吉弥、須藤智美、山中伸弥、長船健二
  • 学会等名: 第57回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-24
• [学会発表] 病態モデル作製に向けたヒトiPS/ES細胞から膵外分泌細胞への高効率分化誘導法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 舩戸 道徳、豊田 太郎、近藤 恭士、細川 吉弥、須藤 智美、沖田 圭介、浅香勲、上杉 志成、加藤 善一郎、太田 章、山中 伸弥、近藤 直実、長船 健二
  • 学会等名: 第13回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都）
• [学会発表] Development of an efficient differentiation method from iPSCs/ESCs into pancreatic exocrine lineages towards novel pancreatic disease models (2013)
  • 著者名/発表者名: Funato M, Toyoda T, Kondo Y, Hosokawa Y, Sudo T, Okita K, Asaka I, Uesugi M, Kato ZI, Ohta A, Yamanaka S, Kondo N, Osafune K
  • 学会等名: 11th Annual Meeting, International Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: Boston Convention and Exhibition Center, Boston, MA, USA
• [学会発表] Development of the differentiation method from human iPSCs into pancreatic β cells using small molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo Y, Toyoda T, Funato M, Hosokawa Y, Sudo T, Zhuang X, Toyoda K, Ohta A, Yamanaka S, Inagaki N, Osafune K
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本キャッスルホテル（熊本）
• [学会発表] ケミカルバイオロジーを用いたヒトiPS細胞から膵β細胞への分化誘導研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤 恭士、豊田 太郎、稲垣 暢也、長船 健二
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本キャッスルホテル（熊本）
  • 招待講演
• [図書] 膵島の再生医療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊田太郎、長船健二
  • 総ページ数: 173
  • 出版者: 診断と治療社
• [図書] 遺伝子医学 MOOK27 iPS細胞を用いた難病研究・臨床病態解明と創薬に向けた研究の最新知見 (2015)
  • 著者名/発表者名: 細川 吉弥、豊田 太郎、長船 健二
  • 総ページ数: 228
  • 出版者: メディカルドゥ
• [図書] 腎と透析 (iPS細胞を用いた糖尿病に対する再生医療) (2013)
  • 著者名/発表者名: 細川 吉弥、豊田 太郎、長船 健二
  • 総ページ数: 144
  • 出版者: 東京医学社
• [備考] 糖尿病治療に向けてヒトES/iPS細胞から移植用の膵細胞を効率よく作製する方法を開発
  • URL: https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/pressrelease/news/150205-084839.html
• [産業財産権] 膵芽細胞の製造方法および膵芽細胞を含む膵疾患治療剤 (2014)
  • 発明者名: 長船健二、豊田太郎
  • 権利者名: 長船健二、豊田太郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-105049
  • 出願年月日: 2014-05-21
• [産業財産権] 膵ホルモン産生細胞の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 長船健二、稲垣暢也、豊田太郎、近藤恭士
  • 権利者名: 長船健二、稲垣暢也、豊田太郎、近藤恭士
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-164137
  • 出願年月日: 2013-08-07