循環極少数細胞を標的とする閉鎖系高速細胞解析分離装置の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 超高速バイオアセンブラ
• 研究課題/領域番号: 23106004
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中内 啓光 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40175485)
• 研究期間 (年度): 2011-07-25 – 2016-03-31
• キーワード: 微小細胞 / デバイス / がん / 閉鎖系 / 医工学融合

研究概要

本計画研究班では、現状のフローサイトメトリー機器を更に発展させ生体内において極少数の頻度でしか存在しない細胞（転移がん細胞など）を同定できうる、新しい機器の開発を最終目標にしている。また、これらの技術を応用した輸血システムに必須な各種のデバイス開発、を推進している。成果としては、平成23年度から継続しているA01班の新井研究室（名古屋大）、金子研究室（阪大）により開発されたマイクロ流路と超高速カメラ撮影システムを用いたマウス骨髄有核細胞、ヒト末梢血有核細胞、ヒトiPS細胞由来赤芽球/赤血球を用いたマイクロ流路通過時間測定を行い、iPS細胞株クローン毎に異なる分化成熟度の差を簡便に高速に測定可能である事を明らかにした。さらに、A01班　新井研究室（名古屋大）およびA02班　福田研究室（名古屋大）との連携研究では、MEMSシステムを応用した血小板産生デバイスのプロトタイプを完成させた。従来のstatic培養条件（培養皿）において、細胞の内的動作（intrinsic 作用）によって巨核球（血小板前駆細胞）から産生された血小板数に比し、本デバイスを用いることで血小板を産生させることに成功した。今後はより効率かつ迅速な血小板産生が期待される。

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

現在まで行ってきた、成体内に極少数に存在する細胞の同定方法や新しい輸血システムに必須なデバイス開発に興味深い結果を得られている。

今後の研究の推進方策

iPS細胞のような細胞から得られた血芽球から脱核を誘導するようなデバイスを開発する。その結果からより効率的なシステムを構築する。

研究成果

• [雑誌論文] Histone demethylase Jmjd3 is required for the development of subsets of retinal bipolar cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iida A, Iwagawa T, Kuribayashi H, Satoh S, Mochizuki Y, Baba Y, Nakauchi H, Furukawa T, Koseki H, Murakami A, Watanabe S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 ページ: 3751-6
  • DOI: 10.1073/pnas.1311480111. Epub 2014 Feb 26.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nov/CCN3 regulates long-term repopulating activity of murine hematopoietic stem cells via integrin αvβ3. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishihara J, Umemoto T, Yamato M, Shiratsuchi Y, Takaki S, Petrich BG, Nakauchi H, Eto K, Kitamura T, Okano T.
  • 雑誌名: Int J Hematol. 巻: 99 ページ: 393-406
  • DOI: 10.1007/s12185-014-1534-x. Epub 2014 Feb 22.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Haploinsufficiency of Sf3b1 leads to compromised stem cell function but not to myelodysplasia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsunawa M, Yamamoto R, Sanada M, Sato-Otsubo A, Shiozawa Y, Otsu M, Isono K, Koseki H, Nakauchi H, Ogawa S.
  • 雑誌名: Leukemia. 巻: 73 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/leu.2014.73.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expandable Megakaryocyte Cell Lines Enable Clinically Applicable Generation of Platelets from Human Induced Pluripotent Stem Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Takayama N, Hirata S, Seo H, Endo H, Ochi K, Fujita KI, Koike T, Harimoto KI, Dohda T, Watanabe A, Okita K, Takahashi N, Sawaguchi A, Yamanaka S, Nakauchi H, Nishimura S, Eto K.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell. 巻: 14 ページ: 535-48
  • DOI: 10.1016/j.stem.2014.01.011.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The TIF1β-HP1 System Maintains Transcriptional Integrity of Hematopoietic Stem Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagi S, Koide S, Saraya A, Wendt GR, Oshima M, Konuma T, Yamazaki S, Mochizuki-Kashio M, Nakajima-Takagi Y, Wang C, Chiba T, Kitabayashi I, Nakauchi H, Iwama A.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 2 ページ: 145-52
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2013.12.008. eCollection
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stage-specific roles for Cxcr4 signaling in murine hematopoietic stem/progenitor cells in the process of bone marrow repopulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lai CY, Yamazaki S, Okabe M, Suzuki S, Maeyama Y, Iimura Y, Onodera M, Kakuta S, Iwakura Y, Nojima M, Otsu M, Nakauchi H.
  • 雑誌名: Stem Cells. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1002/stem.1670.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homeodomain transcription factor meis1 is a critical regulator of adult bone marrow hematopoiesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ariki R, Morikawa S, Mabuchi Y, Suzuki S, Nakatake M, Yoshioka K, Hidano S, Nakauchi H, Matsuzaki Y, Nakamura T, Goitsuka R.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 ページ: e87646
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0087646. eCollection 2014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of cell type-specific transcriptome to identify genes specifically involved in Müller glia differentiation during retinal development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki Y, Iida A, Lyons E, Kageyama R, Nakauchi H, Murakami A, Watanabe S.
  • 雑誌名: Dev Neurobiol. 巻: 74 ページ: 426-37
  • DOI: 10.1002/dneu.22131.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzyme augmentation therapy enhances the therapeutic efficacy of bone marrow transplantation in mucopolysaccharidosis type II mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiyama K, Shimada Y, Higuchi T, Ohtsu M, Nakauchi H, Kobayashi H, Fukuda T, Ida H, Eto Y, Crawford BE, Brown JR, Ohashi T
  • 雑誌名: Mol Genet Metab. 巻: 111 ページ: 139-46
  • DOI: 10.1016/j.ymgme.2013.09.013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Derivation of Embryonic Stem Cell Lines from Parthenogenetically Developing Rat Blastocysts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi M, Goto T, Tamura C, Sanbo M, Hara H, Kato-Itoh M, Sato H, Kobayashi T, Nakauchi H, Hochi S.
  • 雑誌名: Stem Cells Dev. 巻: 23 ページ: 107-14
  • DOI: 10.1089/scd.2013.0200. Epub 2013 Nov 7.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immortalization of Erythroblasts by c-MYC and BCL-XL Enables Large-Scale Erythrocyte Production from Human Pluripotent Stem Cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirose S, Takayama N, Nakamura S, Nagasawa K, Ochi K, Hirata S, Yamazaki S, Yamaguchi T, Otsu M, Sano S, Takahashi N, Sawaguchi A, Ito M, Kato T, Nakauchi H, Eto K.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 1 ページ: 499-508
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2013.10.010.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesenchymal progenitor cells in mouse fetal liver regulate differentiation and proliferation of hepatoblasts. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito K, Yanagida A, Okada K, Yamazaki Y, Nakauchi H, Kamiya A.
  • 雑誌名: Liver Int. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/liv.12387.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Profiling of MicroRNA in Human and Mouse ES and iPS Cells Reveals Overlapping but Distinct MicroRNA Expression Patterns. (2013)
  • 著者名/発表者名: Razak SR, Ueno K, Takayama N, Nariai N, Nagasaki M, Saito R, Koso H, Lai CY, Murakami M, Tsuji K, Michiue T, Nakauchi H, Otsu M, Watanabe S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e73532
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0073532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Top-down motif engineering of a cytokine receptor for directing ex vivo expansion of hematopoietic stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saka K, Kawahara M, Teng J, Otsu M, Nakauchi H, Nagamune T.
  • 雑誌名: J Biotechnol. 巻: 168 ページ: 659-65
  • DOI: 10.1016/j.jbiotec.2013.09.012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Col2a1-EGFP iPS Cells for Monitoring Chondrogenic Differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Yano F, Mori D, Ohba S, Hojo H, Otsu M, Eto K, Nakauchi H, Tanaka S, Chung UI, Kawaguchi H.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e74137.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074137.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Do pluripotent stem cells exist in adult mice as very small embryonic stem cells? (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyanishi M, Mori Y, Seita J, Chen JY, Karten S, Chan CK, Nakauchi H, Weissman IL.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 1 ページ: 198-208
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2013.07.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clonal analysis unveils self-renewing lineage-restricted progenitors generated directly from hematopoietic stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto R, Morita Y, Ooehara J, Hamanaka S, Onodera M, Rudolph KL, Ema H, Nakauchi H.
  • 雑誌名: Cell. 巻: 154 ページ: 1112-26
  • DOI: 10.1016/j.cell.2013.08.007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recurrent mutations in multiple components of the cohesin complex in myeloid neoplasms. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kon A, Shih LY, Minamino M, Sanada M, Shiraishi Y, Nakauchi H, et al.
  • 雑誌名: Nature Genet. 巻: 45 ページ: 1232-7
  • DOI: 10.1038/ng.2731. Epub 2013 Aug 18.
  • 査読あり
• [雑誌論文] An in vitro expansion system for generation of human iPS cell-derived hepatic progenitor-like cells exhibiting a bipotent differentiation potential. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yanagida A, Ito K, Chikada H, Nakauchi H, Kamiya A.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e67541.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0067541. Print 2013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] CAMT-iPS Cells Exhibiting Defective MPL Signaling Dysregulate Megakaryopoiesis and Erythropoiesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Hirata, Naoya Takayama,Ryoko Jono-Ohnishi, Hiroshi Endo, Sou Nakamura, Takeaki Dohda, Masanori Nishi, Yuhei Hamazaki, Ei-ichi Ishii, Shin Kaneko, Makoto Otsu, Hiromitsu Nakauchi, Shinji Kunishima, and Koji Eto.
  • 雑誌名: J Clin Invest. 巻: 123 ページ: 3802-14
  • DOI: 10.1172/JCI64721.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two differential flows in a bioreactor promoted platelet generation from human pluripotent stem cell-derived megakaryocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa Y, Nakamura S, Nakajima M, Endo H, Dohda T, Takayama N, Nakauchi H, Arai F, Fukuda T, Eto K.
  • 雑誌名: Exp Hematology. 巻: 41 ページ: 742-8
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2013.04.007. Epub 2013 Apr 22.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of engraftable hematopoietic stem cells from induced pluripotent stem cells by way of teratoma formation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki N, Yamazaki S, Yamaguchi T, Okabe M, Masaki H, Takaki S, Otsu M, Nakauchi H.
  • 雑誌名: Mol Ther. 巻: 21 ページ: 1424-31
  • DOI: 10.1038/mt.2013.71. Epub 2013 May 14.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of transgenic mouse line expressing Kusabira Orange throughout body, including erythrocytes, by random segregation of provirus method. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamanaka S, Ooehara J, Morita Y, Ema H, Takahashi S, Miyawaki A, Otsu M, Yamaguchi T, Onodera M, Nakauchi H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 435 ページ: 586-591
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.05.017. Epub 2013 May 17.
  • 査読あり
• [学会発表] "Novel non-stepwise early differentiation pathways of HSCs revealed by 5-lineage in vivo tracing" (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiromitsu Nakauchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference “Stem Cells & Cancer”
  • 発表場所: Les Diablerets, Switzerland
  • 年月日: 20130421-20130426
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring heterogeneity and hierarchy within the most primitive hematopoietic stem cell compartment
  • 著者名/発表者名: 中内啓光
  • 学会等名: 日本分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫
  • 招待講演
• [図書] 幹細胞研究と再生医療 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中内啓光（編集）
  • 総ページ数: 238
  • 出版者: 南山堂
• [図書] 直伝！フローサイトメトリー (2013)
  • 著者名/発表者名: 中内啓光（監修）清田純（編集）
  • 総ページ数: 278
  • 出版者: 羊土社