| 研究課題/領域番号 |
15K19665
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立成育医療研究センター |
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研究代表者 |
梶原 一紘 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 細胞医療研究部, リサーチアソシエイト (40569521)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | iPS細胞 / 羊水 / 脊髄髄膜瘤 / ラット / ケラチノサイト |
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| 研究実績の概要 |
脊髄髄膜瘤は神経管の閉鎖不全によって硬膜や脊椎、皮膚が欠損し脊髄が羊水中に露出している先天性疾患である。このため羊水によって脊髄が障害される。また脳脊髄液の持続的な流出がキアリ奇形と水頭症を生じるため、多くの患者は歩行障害や膀胱直腸障害に苦しむことになる。胎児期に皮膚欠損部を閉鎖する胎児手術が行われ、神経学的予後を改善することが明らかとなった。しかし胎児手術は子宮を大きく切開するため早産や破水、常位胎盤早期剥離や子宮壁の菲薄化等が問題となる。そこで我々は、髄液の漏出を防止でき、より低侵襲に移植できる生体材料を開発するため羊水由来細胞からiPS細胞を樹立した。皮膚欠損部を覆うだけでは胎児の成長に伴って髄液の漏れを防げないので、胎児の成長とともに移植部の皮膚を再生させることが重要と考えた。また脊髄髄膜瘤の患者は真皮も欠損しているため、重症熱傷の治療の場合と同様に、自己培養皮膚の移植が理想的だと考えた。そこで我々は羊水からiPS細胞を樹立し、羊水由来iPS細胞から皮膚を作成することを目標とした。妊娠期間中という限られた時期にiPS細胞をケラチノサイトに分化誘導するために、EGFとrock inhibitorを使った新たなケラチノサイト分化誘導法を開発した。iPS細胞由来ケラチノサイトは上皮マーカーを十分発現しており、３次元培養によって積層化された3D skinを作製できた。この3D skinでは基底層、有棘層、顆粒層に特異的なマーカーを発現していた。この3D skinを移植した脊髄髄膜瘤モデルラットの皮膚欠損部ではepidermal elongationが認められたことから、iPS細胞由来のケラチノサイトは皮膚欠損を再生できる可能性があり、新たな胎児治療法になりうると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
代表的な胎児疾患である双胎間輸血症候群とダウン症候群の羊水由来細胞にエピソーマルベクターを用いて遺伝子導入することで効率的にiPS細胞を樹立できた。iPS細胞の樹立はfeeder free及びserum freeな条件でも可能であった。iPS細胞は未分化マーカー（免疫染色、定量的PCR法）を発現しており、分化多能性（胚葉体形成実験、奇形腫形成実験）を獲得していることを確認した。このiPS細胞をレチノイン酸とBMP4を用いて分化誘導を行い、さらにEGFとrock inhibitorを加えることでより効率的にケラチノサイトに分化誘導することができる方法を確立した。iPS細胞由来ケラチノサイトは上皮マーカーを発現し、積層化した3D skinを作ることが可能であった。
レチノイン酸を経口投与し作成した脊髄髄膜瘤ラットの皮膚欠損部に3D skinを移植したことろ、皮膚欠損部のラット表皮が欠損部に向けって再生をしている所見が得られた。このことは羊水中であっても3D skinが皮膚欠損部を再生している可能性があり、新たな胎児治療法となる可能性が示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
ラットでの皮膚欠損部皮膚の再生所見をより詳細に解析する。
3D skinの腫瘍形成能を確認する。
脊髄髄膜瘤の大動物モデルを用いて、胎児治療の長期予後（神経学的後遺症、腫瘍形成、皮膚再生の程度）を評価する。
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