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2019 年度 実績報告書

iPS技術とIn Silico創薬よる髄核前駆細胞の分化制御と椎間板修復

研究課題

研究課題/領域番号 16H05456
研究機関東海大学

研究代表者

酒井 大輔  東海大学, 医学部, 准教授 (10408007)

研究分担者 檜山 明彦  東海大学, 医学部, 講師 (00514382)
平山 令明  東海大学, 先進生命科学研究所, 教授 (70238393)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード椎間板再生 / 腰痛 / 転写因子
研究実績の概要

細胞移植療による椎間板再生医療は臨床への橋渡しプロセスにあり、自家、他科を含む様々なドナーソースを用いた再生医療製品の市場参入が予定される。転写因子を直接制御し、目的とした細胞形質、機能を導出することが可能となれば、より詳細なTarget Product Profileに沿った開発が可能となる。しかし、椎間板髄核細胞へのリプログラミングに関する研究は限られている。特にマスターレギュレーターなど特定の転写因子についての詳細な解析はなく、今回当科での経験を報告する。我々は髄核細胞の形質、機能を制御する特定の転写因子を見出すスクリーニング手法としてマイクロアレイ、iPS干渉法、siRNAを用いた遺伝子サイレンシング法を用い、2000個の候補から20個の転写因子まで絞り込みを行った。これら転写因子を単独ないしコンビネーションでヒト皮膚線維芽細胞および間葉系幹細胞に遺伝子導入し、ダイレクトリプログラミングを行い髄核関連マーカー(Col2, ACAN, CD24など)の発現誘導能についてリアルタイムPCRを用いて比較した。さらにその結果を応用し、三次元ペレット培養法を用い細胞形態変化、機能解析を行った。その結果、二つの転写因子のコンビネーションでKeratin-8の発現や空砲形成など脊索細胞質が増強することが判明し、さらに三つの転写因子のコンビネーションで髄核細胞形質を示しながらプロテオグリカンを生産する、最も髄核関連マーカーの発現が強い性質を誘導できることが判明した。以
上の結果から、我々は包括的スクリーニングアプローチにより椎間板髄核細胞の分化、機能維持に必要な転写因子のマスターレギュレーターを同定した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (5件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Effects of interleukin-17A in nucleus pulposus cells and its small-molecule inhibitors for intervertebral disc disease2019

    • 著者名/発表者名
      Suyama Kaori、Sakai Daisuke、Hirayama Noriaki、Nakamura Yoshihiko、Matsushita Erika、Terayama Hayato、Qu Ning、Tanaka Osamu、Sakabe Kou、Watanabe Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Cellular and Molecular Medicine

      巻: 22 ページ: 5539~5551

    • DOI

      10.1111/jcmm.13828

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mesenchymal Stem Cell Homing Into Intervertebral Discs Enhances the Tie2-positive Progenitor Cell Population, Prevents Cell Death, and Induces a Proliferative Response2019

    • 著者名/発表者名
      Wangler Sebastian、Peroglio Marianna、Menzel Ursula、Benneker Lorin M.、Haglund Lisbet、Sakai Daisuke、Alini Mauro、Grad Sibylle
    • 雑誌名

      SPINE

      巻: 44 ページ: 1613~1622

    • DOI

      10.1097/BRS.0000000000003150

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Minimal Sustainability of Dedifferentiation by ROCK Inhibitor on Rat Nucleus Pulposus Cells In Vitro2019

    • 著者名/発表者名
      Nukaga Tadashi、Sakai Daisuke、Schol Jordy、Suyama Kaori、Nakai Tomoko、Hiyama Akihiko、Watanabe Masahiko
    • 雑誌名

      Spine Surgery and Related Research

      巻: 3 ページ: 385~391

    • DOI

      https://doi.org/10.22603/ssrr.2019-0019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Annulus fibrosus cell sheets limit disc degeneration in a rat annulus fibrosus injury model2019

    • 著者名/発表者名
      Nukaga Tadashi、Sakai Daisuke、Schol Jordy、Sato Masato、Watanabe Masahiko
    • 雑誌名

      JOR SPINE

      巻: 2 ページ: e1050

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/jsp2.1050

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescence-Activated Cell Sorting Is More Potent to Fish Intervertebral Disk Progenitor Cells Than Magnetic and Beads-Based Methods2019

    • 著者名/発表者名
      Frauchiger Daniela A.、Tekari Adel、May Rahel D.、D?afo Emina、Chan Samantha C.W.、Stoyanov Jivko、Bertolo Alessandro、Zhang Xingshuo、Guerrero Julien、Sakai Daisuke、Schol Jordy、Grad Sibylle、Tryfonidou Marianna、Benneker Lorin M.、Gantenbein Benjamin
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part C: Methods

      巻: 25 ページ: 571~580

    • DOI

      https://doi.org/10.1089/ten.tec.2018.0375

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IVD progenitor cells: a new horizon for understanding disc homeostasis and repair2019

    • 著者名/発表者名
      Lyu Feng-Juan、Cheung Kenneth M.、Zheng Zhaomin、Wang Hua、Sakai Daisuke、Leung Victor Y.
    • 雑誌名

      Nature Reviews Rheumatology

      巻: 15 ページ: 102~112

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41584-018-0154-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell therapy for intervertebral disc herniation and degenerative disc disease: clinical trials2019

    • 著者名/発表者名
      Jordy Schol、Daisuke Sakai
    • 雑誌名

      International Orthopaedics

      巻: 43 ページ: 1011~1025

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00264-018-4223-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Hunt for Transcriptional Control of Nucleus Pulposus Cells using iPS Cell Technology2020

    • 著者名/発表者名
      酒井大輔
    • 学会等名
      ORS 2020 Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In Silico創薬による新規低分子IL-17A阻害剤を用いた椎間板変性治療の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      隅山香織、酒井大輔、平山令明、坂部貢、渡辺雅彦
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] 新規低分子IL-17A阻害剤による椎間板変性治療法の可能性を評価する2019

    • 著者名/発表者名
      隅山香織、酒井大輔、平山令明、坂部貢、渡辺雅彦
    • 学会等名
      第48回日本脊椎脊髄病学会
  • [学会発表] Regenerative medicine for intervertebral disc degeneration: Challenges towards realization2019

    • 著者名/発表者名
      酒井大輔
    • 学会等名
      第48回日本脊椎脊髄病学会
  • [学会発表] Reprogramming the Future of Cell Based Therapy for Intervertebral Disc Disease2019

    • 著者名/発表者名
      酒井大輔
    • 学会等名
      ICRS 2019 International Cartilage Repair Society 15th World Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 椎間板再生におけるスフェロイド形成培養法に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      酒井大輔
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
  • [学会発表] 腰痛診療up date2019~新腰痛診療ガイドラインからiPS細胞技術による椎間板再生まで~2019

    • 著者名/発表者名
      酒井大輔
    • 学会等名
      第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • [産業財産権] IL-17受容体結合部の阻害によるIL-17活性の制御方法2019

    • 発明者名
      酒井大輔、隅山香織、平山令明
    • 権利者名
      学校法人東海大学、日本臓器製薬株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-030061
  • [産業財産権] Tie2陽性幹/前駆細胞を含む細胞集団の培養方法およびその利用2019

    • 発明者名
      酒井大輔、中村嘉彦、松下枝利香
    • 権利者名
      学校法人東海大学、日本臓器製薬株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/012571
    • 外国
  • [産業財産権] Tie2陽性幹/前駆細胞を含む細胞集団の培養方法およびその利用2019

    • 発明者名
      酒井大輔、中村嘉彦、松下枝利香
    • 権利者名
      学校法人東海大学、日本臓器製薬株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-163750
  • [産業財産権] 髄核細胞マスターレギュレーター転写因子を含む分化誘導剤、誘導髄核細胞の製造方法、および誘導髄核細胞の用途2019

    • 発明者名
      酒井大輔、ジルディ ショール、平石駿介、升井伸治
    • 権利者名
      学校法人東海大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-066535
  • [産業財産権] Tie2陽性幹/前駆細胞を含む細胞集団の培養方法およびその利用2019

    • 発明者名
      酒井大輔、中村嘉彦、松下枝利香
    • 権利者名
      学校法人東海大学、日本臓器製薬株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-546051

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公開日: 2021-01-27  

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