再生医療技術を用いた視神経移植の研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15640
• 研究機関: 国立研究開発法人国立成育医療研究センター
• 研究代表者: 東 範行 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 感覚器・形態外科部, 医長 (10159395)
• 研究分担者: 横井 匡 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 感覚器・形態外科部, 医師 (80514025)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 網膜神経節細胞 / 軸索 / iPS細胞 / ES細胞 / 細胞移植

研究実績の概要

ヒトおよびマウスのiPS細胞、ES細胞から、視神経細胞（網膜神経節細胞）を安定して自己分化させることに成功した。作製した細胞はいずれも特異マーカーをすべて発現し、超微細構造からも構造的に成熟していた。また、軸索流や電気生理学的検討で、機能的にも成熟していた。作製効率は90%以上で、50日以上生存することができる。この視神経細胞は、幹細胞を初期眼細胞次いで網膜に分化させた後に視神経細胞を自己分化させるが、移植に向けて分化初期の視神経細胞を単離培養することにも成功した。
この視神経細胞を、視神経を障害したマウスに移植した、マウスの視神経を挫滅やNMDA投与によって傷害した後、ドナーのiPS細胞・ES細胞由来の視神経細胞を分化前段階でレシピエントマウスの硝子体内に注入した。ドナー細胞は網膜内に生着するとともに、視神経入口部に向かって軸索を伸ばし、一部は視神経内に侵入した。
視神経細胞の軸索の複雑な経路探索機構を検討するため、経路を導く物質Sem3AやSlit1の評価を行った。各々の化合物をビーズ等に浸透させて、コロニー近傍あるいはコロニー内に置いて局所で徐放したところ、軸索はその化合物に応じて屈曲し経路を変更した。この方法でビーズ等から化合物徐放させれば、視神経細胞を移植した後に軸索の伸長方向を視神経内や視交叉へ誘導することが可能となる。
以上から、小型動物実験においては、視神経の細胞を移植し、その軸索を視神経内に誘導し経路をコントロールする可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Anteroposterior Patterning of Gene Expression in the Human Infant Sclera: Chondrogenic Potential and Wnt Signaling. (2017)
  • 著者名/発表者名: Seko Y, Azuma N, Yokoi T, Kami D, Ishii R, Nishina S, Toyoda M, Shimokawa H, Umezawa A.
  • 雑誌名: Curr Eye Res 巻: 42（1） ページ: 145-154
  • DOI: 10.3109/02713683.2016.1143015.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different foveal schisis patterns in each retinal layer in eyes with hereditary juvenile retinoschisis evaluated by en-face optical coherence tomography. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida-Uemura T, Katagiri S, Yokoi T, Nishina S, Azuma N.
  • 雑誌名: Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 巻: 255（4） ページ: 719-723
  • DOI: 10.1007/s00417-016-3552-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical features of a toddler with bilateral bullous retinoschisis with a novel RS1 mutation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Katagiri S, Tanaka S, Yokoi T, Hayashi T, Matsuzaka E, Ueda K, Yoshida-Uemura T, Arakawa A, Nishina S, Kadonosono K, Azuma N.
  • 雑誌名: American Journal of Ophthalmology Case Reports 巻: 5 ページ: 76-80
  • DOI: 10.1016/j.ajoc.2016.12.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genotype-Phenotype Correlation of the PAX6 Gene Mutations in Aniridia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoi T, Nishina S, Fukami M, Ogata T, Hosono K, Hotta Y, Azuma N.
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: 3 ページ: 15052
  • DOI: 10.1038/hgv.2015.52
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of vitreoretinal traction in the pathogenesis of maculopathy associated with optic disc pits. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoi T, Nakayama Y, Nishina S, Azuma N.
  • 雑誌名: Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 巻: 254 ページ: 1859-1860
  • DOI: 10.1007/s00417-016-3380-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of retinal ganglion cells with functional axons from mouse embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Yokoi T, Tamalu F, Watanabe S, Nishina S, Azuma N.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci, 巻: 57 ページ: 3348-3359
  • DOI: 10.1167/iovs.16-19166.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Successful scleral buckling of late-onset visual decrease in eye with retinal folds. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Y, Katagiri S, Yokoi T, Ui M, Nishina S, Azuma N.
  • 雑誌名: Doc Ophthalmol. 巻: 133 ページ: 145-149
  • DOI: 10.1007/s10633-016-9559-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Outer retinal deformity detected by optical coherence tomography in eyes with foveal hypoplasia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Katagiri S, Yokoi T, Mikami M, Nishina S, Azuma N.
  • 雑誌名: Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 巻: 254 ページ: 2197-2201
  • DOI: 10.1007/s00417-016-3385-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Electroretinographic effects of retinal dragging and retinal folds in eyes with familial exudative vitreoretinopathy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi Y, Katagiri S, Fukushima Y, Yokoi T, Nishina S, Kondo M, Azuma N.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 ページ: 30523
  • DOI: 10.1038/srep30523.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The mevalonate pathway regulates primitive streak formation via protein farnesylation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto-Uchida Y, Yu R, Miyamura N, Arima N, Ishigami-Yuasa M, Kagechika H, Yoshida S, Hosoya T, Nawa M, Kasama T, Asaoka Y, Alois RW, Elling U, Penninger JM, Nishina S, Azuma N, Nishina H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 37697
  • DOI: 10.1038/srep37697.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Swept-Source OCT Images of Morning Glory Disc Anomaly and Allied Diseases. Distinguished Papers Symposium (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Katagiri S, Yokoi T, Nishina S, Azuma N.
  • 学会等名: 第55回日本網膜硝子体学会
  • 発表場所: ベルサール渋谷ガーデン(東京）
  • 年月日: 2016-12-02 – 2016-12-04
• [学会発表] RPGRIP1遺伝子異常によるLeber先天盲の１家系３症例の臨床像 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮道大督、仁科幸子、細野克博、横井匡、倉田健太郎、彦谷明子、簑島伸生、佐藤美保、深見真紀、堀田喜裕、東範行
  • 学会等名: 第55回日本網膜硝子体学会
  • 発表場所: ベルサール渋谷ガーデン(東京）
  • 年月日: 2016-12-02 – 2016-12-04
• [学会発表] 網脈絡膜コロボーマのSwept-Source光干渉断層計像. (2016)
  • 著者名/発表者名: 富田匡彦、横井匡、吉田朋世、高橋真理、片桐聡、仁科幸子、東範行
  • 学会等名: 第70回日本臨床眼科学会
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都）
  • 年月日: 2016-11-03 – 2016-11-06
• [学会発表] 家族性滲出性硝子体網膜症の黄斑上膜に硝子体手術を行った４例 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋真理、富田匡彦、吉田朋世、片桐聡、横井匡、仁科幸子、東範行
  • 学会等名: 第70回日本臨床眼科学会
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都）
  • 年月日: 2016-11-03 – 2016-11-06
• [学会発表] 斜視を伴う小児に対するSpot Vision Screenerの使用経験. (2016)
  • 著者名/発表者名: 萬束恭子、松岡真未、新保由紀子、赤池祥子、越後貫滋子、片桐聡、吉田朋世、横井匡、仁科幸子、東範行
  • 学会等名: 第57回日本視能矯正学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪）
  • 年月日: 2016-10-15 – 2016-10-16
• [学会発表] iPS細胞・ES細胞からの視神経細胞の誕生と臨床応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東範行
  • 学会等名: 第５７回日本視能矯正学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪）
  • 年月日: 2016-10-15 – 2016-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] 乳児内斜視早期手術後の両眼視機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田朋世、仁科幸子、横井匡、鹿田千尋、萬束恭子、赤池祥子、越後貫滋子、東範行
  • 学会等名: 第72回日本弱視斜視学会総会・第41回日本小児眼科学会総会合同学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜）
  • 年月日: 2016-06-24 – 2016-06-25
• [学会発表] 次世代シークエンサーを用いたレーバー先天盲の１家系３症例の遺伝子変異解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 細野克博、仁科幸子、宮道大督、横井匡、彦谷明子、佐藤美保、簑島伸生、深見真紀、東範行、堀田喜裕
  • 学会等名: 第72回日本弱視斜視学会総会・第41回日本小児眼科学会総会合同学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜）
  • 年月日: 2016-06-24 – 2016-06-25
• [学会発表] Roles of Genes in Phenotypic Diversity and Interocular Asymmetry in Patients with Familial Exudative Vitreoretinopathy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kondo H, Uchio E, Hayashi T, Nishina S, Azuma N, Kusaka S.
  • 学会等名: 2016 Annual Meeting, Association for Research in Vision and Ophthalmology
  • 発表場所: Seattle, U.S.A
  • 年月日: 2016-05-01 – 2016-05-05
  • 国際学会
• [学会発表] 小児眼底疾患の構造と機能の検査による病態の理解 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東範行
  • 学会等名: 第１２０回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城）
  • 年月日: 2016-04-07 – 2016-04-10
  • 招待講演