可逆性不死化ヒト膵島β細胞株による細胞療法の開発

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16390380
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 消化器外科学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 小林 直哉 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 助手 (10325102)
• 研究分担者: 岩垣 博巳 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (50240867) ; 香川 俊輔 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 助手 (00362971) ; 白川 靖博 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 医員 (60379774) ; 持立 克身 独立行政法人国立環境研究所, 環境健康研究領域, 上席研究員 (20132863) ; 松川 啓義 岡山大学, 医学部, 非常勤講師 (10379729)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: レンチウイルスベクター / ヒトテロメラーゼ遺伝子 / インスリン分泌ヒト不死化株 / 糖尿病動物モデル / 国際情報交換 / カナダ

研究概要

1.レンチウイルスベクターを用いたヒト膵島細胞への遺伝子導入を検討し、良好な遺伝子導入が可能であった。低コストで容易に大量培養が可能なヒト膵島細胞株を樹立するにあたり、遺伝子操作は重要なツールとなる。
2.膵島β細胞は膵島の内部に多く存在している。そこで、β細胞への遺伝子導入効率を向上させるために804G細胞の細胞外マトリックスを使用することで、膵島の単層化培養が促進された。
3.大型動物を用いた細胞治療の効果と安全性を検討するために、膵臓全摘によるブタ糖尿病モデルの作成に取り組み成功した。当該ブタは糖尿病性ケトアシドーシスにて10日以内に全例死亡した。
4.健常ヒト膵島β細胞の可逆性不死化株NAKT-15を樹立した。Cre/loxP反応にてNAKT-15細胞から不死化遺伝子を取り除くために、遺伝子導入効率の良好なアデノウイルスベクターAxCANCreを使用した。AxCANCreをNAKT-15細胞に感染させた後、復帰NAKT-15細胞をマトリゲル上で培養すると、膵島様凝集塊を形成した。
5.免疫染色にて細胞質内のインスリンが染色され、インスリン産生に重要である転写因子PDX-1の発現も確認された。また復帰NAKT-15細胞ではIsl-1、Pax 6、Nkx 6.1、Pdx-1といったβ細胞に重要な転写因子とプロホルモン転換酵素1/3および2、分泌顆粒タンパク質の発現が認められた。また復帰細胞はグルコース濃度に応答したインスリン分泌が認められた。
6.復帰NAKT-15細胞を用いて糖尿病モデルマウスを作成し、腎皮膜下移植したところ、全例(10例)とも血糖値のコントロールが可能で有意に生存率が延長した。経過中当該マウスは低血糖を呈することはなかった。一方、細胞移植を受けなかったマウスは全例(10例)糖尿病にて死亡した。

研究成果

• [雑誌論文] 糖尿病を標的とした細胞療法に向けたインスリン分泌ヒト細胞株の作成. (2005)
  • 著者名/発表者名: 小林直哉
  • 雑誌名: 今日の移殖 18(4) ページ: 429-434
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A human β-cell line for transplantation therapy to control type 1 diabetes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Michiki Narushima
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 23(10) ページ: 1274-1282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Establishment of insulin-secreting human cell lines for diabetes-targeted cell therapies. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi N, Okitsu T, Chen Y, Yamatsuji T, Shirakawa Y, Inai K, Akasu H, Tanaka N
  • 雑誌名: Transplantation Now 18(4) ページ: 429-434
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A human β-cell line for transplantation therapy to control type 1 diabetes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Narushima M, Kobayashi N, Okitsu T, Tanaka Y, Li SA, Chen Y, Miki A, Tanaka K, Nakaji S, Takei K., Soto-Gutierrez KA, Noguchi H, Lakey RT J., Leboulch P, Tanaka N, Yoon JW
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 23(10) ページ: 1274-1282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Maintenance of glucose-sensitive insulin secretion of cryopreserved human islets with University of Wisconsin solution and ascorbic acid-2 glucoside. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takashi Arata
  • 雑誌名: Artificial Organs 28(6) ページ: 529-536
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Development of a porcine model of type 1 diabetes by total pancreatectomy and establishment of a glucose tolerance evaluation method. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Kobayashi
  • 雑誌名: Artificial Organs 28(11) ページ: 1035-1042
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transduction of human islets with the lentiviral vector. (2004)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kobayashi
  • 雑誌名: Transplantation Proceedings 36(7) ページ: 2203-2204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Maintenance of glucose-sensitive insulin secretion of cryopreserved human islets with University of Wisconsin solution and ascorbic acid-2 glucoside. (2004)
  • 著者名/発表者名: Arata T, Okitsu T, Fukazawa T, Ikeda H, Kobayashi K, Chen Y, Kosaka Y, Narushima M, Matsuoka J, Yamamoto I, Tanaka N, Lakey RT J, Kobayashi N
  • 雑誌名: Artificial Organs 28(6) ページ: 529-536
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Development of a porcine model of type 1 diabetes by total pancreatectomy and establishment of a glucose tolerance evaluation method. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Kobayashi N, Okitsu T, Chen Y, Fukazawa T, Ikeda H, Kosaka Y, Narushima M, Arata T, Tanaka N
  • 雑誌名: Artificial Organs 28(11) ページ: 1035-1042
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transduction of human islets with the lentiviral vector. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi N, Arata T, Okitsu T, Ikeda H, Kobayashi K, Kosaka Y, Narushima M, Tanaka N, Lakey RT J
  • 雑誌名: Transplantation Proceedings 36(7) ページ: 2203-2204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より