実用化を目指したヒトiPS細胞の軟骨分化誘導法の確立

• 研究課題/領域番号: 26293330
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 齋藤 琢 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (30456107)
• 研究分担者: 門野 夕峰 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (70401065) ; 矢野 文子 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80529040)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 整形外科学 / 変形性関節症 / 再生医療学 / 軟骨再生 / 再生医学 / iPS細胞 / 軟骨細胞 / 再生医療

研究成果の概要

iPS細胞は量的な制約がなく、再生医療の魅力的なツールである。本研究では化合物を用いてヒトiPS細胞から軟骨細胞を分化誘導する方法の開発に取り組み、わずか二種類の化合物を用いて一週間前後で良好な軟骨細胞を誘導することに成功した。本方法ではサイトカインを使用しないため、非常に均質な分化をもたらすことができるのが特徴で、フローサイトメトリーによる解析でも分化し損ねた細胞は全く検知されなかった。またこの方法で誘導した細胞をマウスの膝に移植したところ、良好な軟骨を形成した。

研究成果

• [雑誌論文] Different regulation of limb development by p63 transcript variants (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawata M, Taniguchi Y, Mori D, Yano F, Ohba S, Chung UI, Shimogori T, Mills AA, Tanaka S, Saito T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 3 ページ: e0174122-e0174122
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0174122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeting gene expression to specific cells of kidney tubules in vivo, using adenoviral promoter fragments (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumiyo Watanabe , Toru Ogasawara, Yoshifuru Tamura, Taku Saito, Toshiyuki Ikeda, Nobuchika Suzuki, Tatsuo Shimosawa, Shigeru Shibata, Ung-il Chung, Masaomi Nangaku, Shunya Uchida
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 3 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0168638
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of Chondrocyte Survival in Mouse Articular Cartilage by p63. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Y, Kawata M, Chang SH, Mori D, Okada K, Kobayashi H, Sugita S, Hosaka Y, Inui H, Taketomi S, Yano F, Ikeda T, Akiyama H, Mills AA, Chung UI, Tanaka S, Kawaguchi H, and Saito T*
  • 雑誌名: Arthritis Rheumatol. 巻: 69 号: 3 ページ: 598-609
  • DOI: 10.1002/art.39976
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Biphasic regulation of chondrocytes by Rela through induction of anti-apoptotic and catabolic target genes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Chang S, Mori D, Itoh S, Hirata M, Hosaka Y, Taniguchi Y, Okada K, Mori Y, Yano F, Chung U, Akiyama H, Kawaguchi H, Tanaka S, Saito T.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 7 号: 1 ページ: 13336-13336
  • DOI: 10.1038/ncomms13336
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Messenger RNA delivery of a cartilage-anabolic transcription factor as a disease-modifying strategy for osteoarthritis treatment. (2016)
  • 著者名/発表者名: 1.Aini H, Itaka K, Fujisawa A, Uchida H, Uchida S, Fukushima S, Kataoka K, Saito T, Chung UI, Ohba S.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 18743-18743
  • DOI: 10.1038/srep18743
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of mouse and human ankles and establishment of mouse ankle osteoarthritis models by surgically-induced instability (2016)
  • 著者名/発表者名: Chang SH, Yasui T, Taketomi S, Matsumoto T, Kim-Kaneyama JR, Omiya T, Hosaka Y, Inui H, Omata Y, Yamagami R, Mori D, Yano F, Chung U, Tanaka S, Saito T.
  • 雑誌名: Osteoarthritis Cartilage 巻: 24 号: 4 ページ: 688
  • DOI: 10.1016/j.joca.2015.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] <b>Hyaline cartilage formation and tumorigenesis of implanted tissues derived from human induced pluripotent stem </b><b>cells </b> (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Yano F, Mori D, Kawata M, Hoshi K, Takato T, Masaki H, Otsu M, Eto K, Nakauchi H, Chung UI, Tanaka S
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 36 号: 3 ページ: 179-186
  • DOI: 10.2220/biomedres.36.179
  • NAID: 130005083858
  • ISSN: 0388-6107, 1880-313X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcription factor Hes1 modulates osteoarthritis development in cooperation with calcium/calmodulin-dependent protein kinase 2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugita S, Taketomi S, Saito T, et al.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 112 号: 10 ページ: 3080-5
  • DOI: 10.1073/pnas.1419699112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Individual and combining effects of anti-RANKL monoclonal antibody and teriparatide in ovariectomized mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tokuyama N, Hirose J, Omata Y, Yasui T, Izawa N, Matsumoto T, Masuda H, Ohmiya T,Yasuda H, Saito T, Kadono Y, Tanaka S
  • 雑誌名: Bone Reports. 巻: 2 ページ: 1-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] <b>Regulation of mouse chondrocyte differentiation by CCAAT/enhancer-binding pr</b><b>oteins </b> (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuma T, Hirata M, Yano F, Mori D, Kawaguchi H, Chung UI, Tanaka S, Saito T
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 36 号: 1 ページ: 21-29
  • DOI: 10.2220/biomedres.36.21
  • NAID: 130004903876
  • ISSN: 0388-6107, 1880-313X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomewide comprehensive analysis reveals critical cooperation between smad and c-Fos in RANKL-induced osteoclastogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Omata Y, Yasui T, Hirose J, Izawa N, Imai Y, Matsumoto T, Masuda H, Tokuyama N, Nakamura S, Tsutsumi S, Yasuda H, Okamoto K, Takayanagi H, Hikita A, Imamura T, Matsuo K, Saito T, Kadono Y, Aburatani H, Tanaka S
  • 雑誌名: J Bone Miner Res. 巻: 30 号: 5 ページ: 869
  • DOI: 10.1002/jbmr.2418
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of SCAN domain zinc-finger gene ZNF449 as a novel factor of chondrogenesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Okada K, Saito T, et al.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 号: 12 ページ: e115169-e115169
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0115169
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SOX10 transactivates S100B to suppress Schwann cell proliferation and to promote myelination. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara S, Hoshikawa S, Ueno T, Hirata M, Saito T, Ikeda T, Kawaguchi H, Nakamura K, Tanaka S, Ogata T
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 12 ページ: e115400-e115400
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0115400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Determination of differential gene expression profiles in superficial and deeper zones of mature rat articular cartilage using RNA sequencing of laser microdissected tissue specimens. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Chung UI, Tanaka S, Saito T
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 35 ページ: 263-70
  • NAID: 130004678582
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] S100A1 and S100B are dispensable for endochondral ossification during skeletal development (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Mori D, Chung UI, Tanaka S, Heierhorst J, Buchou T, Baudier J, Kawaguchi H, Saito T
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 35 ページ: 243-50
  • NAID: 130004678580
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Disease-modifying effects of TD-198946 on progressed osteoarthritis in a mouse model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yano F, Saito T, et al.
  • 雑誌名: Ann Rheum Dis. 巻: 73 号: 11 ページ: 2062-4
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2014-205672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stepwise differentiation of pluripotent stem cells into osteoblasts using four small molecules under serum-free and feeder-free conditions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanke K, Masaki H, Saito T, Komiyama Y, Hojo H, Nakauchi H, Lichtler AC, Takato T, Chung UI, Ohba S
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 6 号: 6 ページ: 751-760
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.04.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of fibroblast growth factor-18 as a molecule to protect adult articular cartilage by gene expression profiling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Saito T, Chang SH, Kobayashi H, Ladel CH, Guehring H, Chung UI, Kawaguchi H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 号: 14 ページ: 10192-200
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.524090
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Positive feedback between NF-κB and TNF-α promotes leukemia-initiating cell capacity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kagoya Y, Yoshimi A, Kataoka K, Nakagawa M, Kumano K, Arai S, Kobayashi H, Saito T, Iwakura Y, Kurokawa M.
  • 雑誌名: J Clin Invest. 巻: 124 号: 2 ページ: 528-542
  • DOI: 10.1172/jci68101
  • 査読あり
• [学会発表] 過剰な力学的ストレス負荷による関節軟骨変性の分子メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] 変性性関節症の制御メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: Orthopedic Research Club
  • 発表場所: 木更津
  • 年月日: 2016-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] 過剰な力学的ストレスによる関節軟骨異化のメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第10回骨軟骨フロンティア
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of Articular Cartilage Homeostasis and Osteoarthritis Development by the NF-kappaB signaling. (2016)
  • 著者名/発表者名: Taku Saito
  • 学会等名: 2016 Cold Spring Harbor Asia Conference on Bone & Cartilage
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2016-10-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Notch・Hes1による軟骨細胞の制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第31回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] 過剰な力学的ストレスによる関節軟骨異化のメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第34回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-07-21
  • 招待講演
• [学会発表] Perspective of disease-modifying osteoarthritis drugs (2016)
  • 著者名/発表者名: Taku Saito
  • 学会等名: 第3回アジア太平洋骨代謝学会議
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Establishment of Surgical Destabilization Model of Mouse Ankle Osteoarthritis (2015)
  • 著者名/発表者名: Chang SH, Saito T, et al.
  • 学会等名: Annual meeting of the Orthopaedic Research Society.
  • 発表場所: Las vegas, USA
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [学会発表] 軟骨内骨化研究から生まれる実用的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第29回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] 変形性関節症への応用を目指した軟骨再生研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第29回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-10-09
  • 招待講演
• [学会発表] HIF-1α IS ESSENTIAL FOR ARTICULAR CARTILAGE HOMEOSTASIS THROUGH INDUCTION OF ANABOLIC FACTORS AND SUPPRESSION OF CATABOLIC FACTORS. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okada K, Saito T, et al.
  • 学会等名: Annual meeting of the American Society for bone and mineral research.
  • 発表場所: Houston USA
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] Identification of Grem1 as a catabolic factor induced by mechanical stress loading in articular chondrocyte. (2014)
  • 著者名/発表者名: Chang SH, Saito T, et al.
  • 学会等名: Annual meeting of the American Society for bone and mineral research.
  • 発表場所: Houston USA
  • 年月日: 2014-09-15
• [学会発表] Expression and function of CCAAT/enhancer-binding protein family in chondrocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okuma T, Saito T, et al.
  • 学会等名: Annual meeting of the American Society for bone and mineral research.
  • 発表場所: Houston USA
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] 変形性関節症の制御メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤琢
  • 学会等名: 第32回日本骨代謝学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] Research on pathophysiology and therapeutic target of osteoarthritis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Taku Saito
  • 学会等名: 16th Asia Pacific League of Associations for Rheumatology Congress (APLAR)
  • 発表場所: Cebu City, Philippines
  • 年月日: 2014-04-04
  • 招待講演
• [備考] 東京大学医学部整形外科
  • URL: http://www.u-tokyo-ortho.jp/
• [産業財産権] 軟骨細胞の製造方法 (2016)
  • 発明者名: 齋藤琢、ほか
  • 権利者名: 齋藤琢、ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-163872
  • 出願年月日: 2016-08-24