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2016 年度 実施状況報告書

ヒト多能性幹細胞から末梢神経への分化誘導カスケードの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K11035
研究機関国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所

研究代表者

菅 三佳 (岸本三佳)  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ヒト幹細胞応用開発室, プロジェクト研究員 (00340448)

研究分担者 金 美海  大阪大学, 工学研究科, 助教 (30506449)
古江 美保  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ヒト幹細胞応用開発室, 研究リーダー (80257310)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードヒトES細胞 / ヒトiPS細胞 / 末梢神経 / 神経堤
研究実績の概要

ヒト多能性幹細胞由来末梢神経細胞のin vitro誘導のためには、ヒトを含む脊椎動物の神経堤初期発生のメカニズムを理解した上で制御し、分化誘導プロトコルを開発することが重要である。本研究では、特に頭部の末梢神経系の細胞を誘導するプロトコルの開発、ならびに誘導細胞の特性解析を目的としている。

平成27年度では、①未分化のヒトES細胞から神経堤幹細胞ならびに頭部神経堤を高効率に誘導し、その分化誘導課程における遺伝子発現について解析を進め、未分化のヒトES細胞から頭部神経堤を誘導する課程でBMP4などの成長因子を添加する濃度と時間を的確に制御することが重要であることを立証した。②また、数多いヒトiPS細胞株(細胞クローン)の中から、頭部末梢神経系細胞の誘導法開発に最も有用な細胞株を選択した。

平成28年度では、平成27年度に明らかとなった知見をもとに、③選択したヒトiPS細胞株を用いて、ヒトES細胞を用いて設定した誘導培養条件が適用できることを確認した。④ヒトiPS細胞株2株を用い、頭部神経堤細胞への誘導培養条件の最適化をおこなった。ヒトiPS細胞由来頭部神経堤細胞の特性解析として、生細胞位相差顕微鏡観察による形態評価ならびに免疫染色によるマーカー発現解析評価、リアルタイムPCR解析によるマーカー遺伝子発現評価を実施した。⑤ヒトiPS細胞由来頭部神経堤細胞から末梢神経を誘導し、生細胞位相差顕微鏡観察による形態評価ならびに免疫染色によるマーカー発現解析評価、リアルタイムPCR解析によるマーカー遺伝子発現評価実施し、誘導された細胞の特性解析をおこなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ヒトiPS細胞から頭部神経堤細胞への誘導培養条件は設定することができたが、頭部神経堤から末梢神経への誘導効率は安定せず再現性が低い。末梢神経誘導のメカニズムを明らかにするために、現在はその原因について検証を進めている。

今後の研究の推進方策

平成28年度に引続き、ヒトiPS細胞由来頭部神経堤細胞から末梢神経への誘導培養条件についての検討を進め、誘導末梢神経の特性解析と合わせて、末梢神経の分化誘導カスケードに関与するシグナルについて解析を進める。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Imaging-cytometry revealed spatial heterogeneities of marker expression in undifferentiated human pluripotent stem cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Suga M, Tachikawa S, Tateyama D, Ohnuma K, Furue MK
    • 雑誌名

      In Vitro Cell Dev Biol Anim.

      巻: 53(1) ページ: 83-91

    • DOI

      10.1007/s11626-016-0084-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In Vitro Models of Cranial Neural Crest Development toward Toxicity Tests: Frog, Mouse and Human.2016

    • 著者名/発表者名
      Suga M, Hayashi Y, Furue MK.
    • 雑誌名

      Oral Dis.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/odi.12523. 2016

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prediction of differentiation tendency toward hepatocytes from gene expression in undifferentiated human pluripotent stem cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Yanagihara K, Liu Y, Kanie K, Okamura M, Hirata M, Fukuda T, Suga M, Nikawa H, Kato R, Furue MK.
    • 雑誌名

      Stem cells and development.

      巻: 25(24) ページ: 1884-1897

    • DOI

      10.1089/scd.2016.0099

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The Role Of The Signaling Factors On Differentiation Of Human Embryonic Stem Cell-Derived Neural Crest Stem Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Suga M., Mimura S., Okada K., Kinehara M., Nikawa H., and Furue MK.
    • 学会等名
      ISSCR 2016 ANNUAL MEETING
    • 発表場所
      サンフランシスコ
    • 年月日
      2016-06-22 – 2016-06-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a New Cell-based Assay Using Human ES/iPS Cell-derived Neural Stem Cells for Developmental Neurotoxicity (DNT) Testing.2016

    • 著者名/発表者名
      Suga M., Kii H., Uozumi T., Kiyota Y, Furue MK
    • 学会等名
      World Congress on In VItro Biology
    • 発表場所
      サンディエゴ
    • 年月日
      2016-06-11 – 2016-06-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a new cell-based-assay using human ES/iPS cell derived neural stem cells for developmental neurotoxicity testing.2016

    • 著者名/発表者名
      Suga M., Kii H,Uozumi T,Kiyota Y, Furue MK.
    • 学会等名
      日本組織培養学会第89回大会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪)
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-26

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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