乳歯歯髄細胞由来iPS細胞からのインスリン分泌β細胞の再生

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04412
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 齊藤 一誠 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90404540)
• 研究分担者: 佐藤 正宏 鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 教授 (30287099) ; 野口 洋文 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50378733) ; 稲田 絵美 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (30448568) ; 中村 伸吾 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 医療工学研究部門, 講師 (00505323) ; 小田 真隆 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (00412403) ; 松山 清 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (40299540)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 乳歯 / 幹細胞 / iPS細胞 / iTS細胞 / 膵幹細胞 / インスリン分泌細胞 / 歯髄細胞

研究実績の概要

多能性幹細胞は、naive型多能性幹細胞（NSC）とprimed型多能性幹細胞に分類される。ヒトES/iPS細胞は、分化する能力が限定されており、NSCよりも僅かに分化しているEpiblast stem cells （EpiSC）と定義される。naive型は着床前の内部細胞塊でみられる多能性に近い状態であり、Primed型は着床後のEpiblast内でみられる多能性に近い状態である。
人工的組織幹細胞であるiTS細胞は、前駆細胞や幹細胞などの中間状態を持つ部分的にリプログラムされた細胞である。通常、iTS細胞は体細胞を山中因子でリプログラミングしてから約10日後に取得できるが、理論上、iPS細胞から分化誘導することにより樹立が可能と考えられる。
iPS細胞は、膵臓系統に分化させるin vitroプロトコールはいくつか報告されているが、これらのiPS細胞からのβ細胞生成に関するデータは限られている。そこで、我々は NSCにおける増強された分化万能性に着目し、NSCからiTS細胞を経由した分化誘導法により膵臓β細胞へ効率的に分化できるかどうかを検証することを本研究の目的とした。
乳歯歯髄細胞由来のiPS細胞をNSCへ転換し、胚様体（EB）を形成した。その胚様体を、β細胞系統へin vitroで分化誘導することで、β細胞特異的マーカーを発現し、コロニー状を呈する膵iTS細胞の樹立に成功した。逆に、EpiSC由来のEBから分化誘導では、in vitroでそのようなコロニー形成を示さなかった。ヌードマウスへの膵iTS細胞の膵臓内移植では、顕著な腫瘍形成なしに、ヒト由来のPDX1陽性インスリン産生細胞を含む細胞塊を生成した。これらのNSC-iTSC分化誘導系は、1型糖尿病を治療するためだけでなく、他の組織由来細胞への分化誘導においても有望なリソースとして使用できると考えられた。

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

• [雑誌論文] Gene Expression in Pancreatic Cancer-Like Cells and Induced Pancreatic Stem Cells Generated by Transient Overexpression of Reprogramming Factors (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyagi-Shiohira Chika、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Noguchi Hirofumi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 ページ: 454～454
  • DOI: 10.3390/jcm10030454
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pancreas Preservation in Modified Histidine-lactobionate Solution Is Superior to That in University of Wisconsin Solution for Porcine Islet Isolation (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakai-Yonaha Mayuko、Miyagi-Shiohira Chika、Kuwae Kazuho、Tamaki Yoshihito、Nishime Kai、Yonaha Tasuku、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Noguchi Hirofumi
  • 雑誌名: Transplantation 巻: Publish Ahead of Print ページ: -
  • DOI: 10.1097/TP.0000000000003636
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a Novel Pipette Tip-Aided Cell Cloning Method for The Effective Isolation of Genome-Edited Porcine Cell (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Masahiro、Section of Gene Expression Regulation, Frontier Science Research Center, Kagoshima University, Kagoshima 890-8544, Japan、Saitoh Issei、Akasaka Eri、Inada Emi
  • 雑誌名: OBM Genetics 巻: 5 ページ: -
  • DOI: 10.21926/obm.genet.2101126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNA analysis based on a small number of manually isolated fixed cells (RNA-snMIFxC) to profile stem cells from human deciduous tooth-derived dental pulp cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Emi Inada、Issei Saitoh、Naoko Kubota、Yoko Iwase、Yuki Kiyokawa、Hirofumi Noguchi、Youichi Yamasaki、Masahiro Sato
  • 雑誌名: Biological Procedures Online. 巻: - ページ: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induced tissue-specific stem cells (iTSCs): their generation and possible use in regenerative medicine (2021)
  • 著者名/発表者名: Issei Saitoh, Masahiro Sato, Yuki Kiyokawa, Emi Inada, Yoko Iwase, Natsumi Ibano, Hirofumi Noguchi
  • 雑誌名: Pharmaceutics 巻: - ページ: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] piggyBac-Based Non-Viral In Vivo Gene Delivery Useful for Production of Genetically Modified Animals and Organs (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Masahiro、Inada Emi、Saitoh Issei、Watanabe Satoshi、Nakamura Shingo
  • 雑誌名: Pharmaceutics 巻: 12 ページ: 277～277
  • DOI: 10.3390/pharmaceutics12030277
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mutations in the C1 element of the insulin promoter lead to diabetic phenotypes in homozygous mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Hirofumi、Miyagi-Shiohira Chika、Nakashima Yoshiki、Kinjo Takao、Saitoh Issei、Watanabe Masami
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s42003-020-1040-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Drug-Induced Naive iPS Cells Exhibit Better Performance than Primed iPS Cells with Respect to the Ability to Differentiate into Pancreatic β-Cell Lineage (2020)
  • 著者名/発表者名: Kiyokawa Yuki、Sato Masahiro、Noguchi Hirofumi、Inada Emi、Iwase Yoko、Kubota Naoko、Sawami Tadashi、Terunuma Miho、Maeda Takeyasu、Hayasaki Haruaki、Saitoh Issei
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 9 ページ: 2838～2838
  • DOI: 10.3390/jcm9092838
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pancreas preservation in extracellular‐type p38 inhibitor‐containing solution improves islet yield for porcine islet isolation (2020)
  • 著者名/発表者名: Yonaha Tasuku、Miyagi‐Shiohira Chika、Kuwae Kazuho、Tamaki Yoshihito、Nishime Kai、Sakai‐Yonaha Mayuko、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Noguchi Hirofumi
  • 雑誌名: Xenotransplantation 巻: 28 ページ: -
  • DOI: 10.1111/xen.12661
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induction of Expandable Tissue-Specific Progenitor Cells from Human Pancreatic Tissue through Transient Expression of Defined Factors (2019)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Hirofumi、Miyagi-Shiohira Chika、Nakashima Yoshiki、Kinjo Takao、Kobayashi Naoya、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Shapiro A. M. James、Kin Tatsuya
  • 雑誌名: Molecular Therapy - Methods & Clinical Development 巻: 13 ページ: 243～252
  • DOI: 10.1016/j.omtm.2019.01.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Liquid Chromatography with Tandem Mass Spectrometry-Based Proteomic Analysis of Primary Cultured Cells and Subcultured Cells Using Mouse Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakashima Yoshiki、Nahar Saifun、Miyagi-Shiohira Chika、Kinjo Takao、Kobayashi Naoya、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Fujita Jiro、Noguchi Hirofumi
  • 雑誌名: Stem Cells International 巻: 2019 ページ: 1～97
  • DOI: 10.1155/2019/7274057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Increased Expression of Cell Surface SSEA-1 is Closely Associated with Na?ve-Like Conversion from Human Deciduous Teeth Dental Pulp Cells-Derived iPS Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Inada Emi、Saitoh Issei、Kubota Naoko、Iwase Yoko、Murakami Tomoya、Sawami Tadashi、Yamasaki Youichi、Sato Masahiro
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 1651～1651
  • DOI: 10.3390/ijms20071651
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Novel Preservation Solution Containing a JNK Inhibitory Peptide Efficiently Improves Islet Yield for Porcine Islet Isolation (2019)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Hirofumi、Miyagi-Shiohira Chika、Nakashima Yoshiki、Ebi Nana、Hamada Eri、Tamaki Yoshihito、Kuwae Kazuho、Kitamura Shinji、Kobayashi Naoya、Saitoh Issei、Watanabe Masami
  • 雑誌名: Transplantation 巻: 103 ページ: 344～352
  • DOI: 10.1097/TP.0000000000002555
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Repeated human deciduous tooth-derived dental pulp cell reprogramming factor transfection yields multipotent intermediate cells with enhanced iPS cell formation capability (2019)
  • 著者名/発表者名: Soda Miki、Saitoh Issei、Murakami Tomoya、Inada Emi、Iwase Yoko、Noguchi Hirofumi、Shibasaki Shinji、Kurosawa Mie、Sawami Tadashi、Terunuma Miho、Kubota Naoko、Terao Yutaka、Ohshima Hayato、Hayasaki Haruaki、Sato Masahiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-37291-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Proteins Differentially Expressed by Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells Isolated from Immunodeficient Mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakashima Yoshiki、Nahar Saifun、Miyagi-Shiohira Chika、Kinjo Takao、Kobayashi Naoya、Kitamura Shinji、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Fujita Jiro、Noguchi Hirofumi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 2672～2672
  • DOI: 10.3390/ijms20112672
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In Vivo Piggybac-Based Gene Delivery towards Murine Pancreatic Parenchyma Confers Sustained Expression of Gene of Interest (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato Masahiro、Inada Emi、Saitoh Issei、Nakamura Shingo、Watanabe Satoshi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 3116～3116
  • DOI: 10.3390/ijms20133116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Excellent Islet Yields after 18-h Porcine Pancreas Preservation by Ductal Injection, Pancreas Preservation with MK Solution, Bottle Purification, and Islet Purification Using Iodixanol with UW Solution and Iodixanol with MK Solution (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuwae Kazuho、Miyagi-Shiohira Chika、Hamada Eri、Tamaki Yoshihito、Nishime Kai、Sakai Mayuko、Yonaha Tasuku、Makishi Erika、Saitoh Issei、Watanabe Masami、Noguchi Hirofumi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 8 ページ: 1561～1561
  • DOI: 10.3390/jcm8101561
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] piggyBac Transposon-Based Immortalization of Human Deciduous Tooth Dental Pulp Cells with Multipotency and Non-Tumorigenic Potential (2019)
  • 著者名/発表者名: Inada Emi、Saitoh Issei、Kubota Naoko、Iwase Yoko、Kiyokawa Yuki、Shibasaki Shinji、Noguchi Hirofumi、Yamasaki Youichi、Sato Masahiro
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 4904～4904
  • DOI: 10.3390/ijms20194904
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential for Isolation of Immortalized Hepatocyte Cell Lines by Liver-DirectedIn VivoGene Delivery of Transposons in Mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato Masahiro、Saitoh Issei、Inada Emi、Nakamura Shingo、Watanabe Satoshi
  • 雑誌名: Stem Cells International 巻: 2019 ページ: 1～12
  • DOI: 10.1155/2019/5129526
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel cell‐permeable p38‐MAPK inhibitor efficiently prevents porcine islet apoptosis and improves islet graft function (2019)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Hirofumi、Miyagi‐Shiohira Chika、Nakashima Yoshiki、Saitoh Issei、Watanabe Masami
  • 雑誌名: American Journal of Transplantation 巻: 20 ページ: 1296～1308
  • DOI: 10.1111/ajt.15740
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ヒト乳歯由来歯髄細胞における繰り返しの初期化因子遺伝子導入はiPS細胞形成能を増強した多能性中間細胞を生成する. (2019)
  • 著者名/発表者名: 齊藤一誠，稲田絵美，村上智哉，岩瀬陽子，黒澤美絵，清川裕貴，窪田直子，山﨑要一，早﨑治明
  • 学会等名: 第57回日本小児歯科学会大会
• [学会発表] Naive-like conversion from human deciduous teeth dental pulp cells-derived iPS cells and the differentiation (2019)
  • 著者名/発表者名: Issei Saitoh, Emi Inada, Masahiro Sato
  • 学会等名: International collaborative symposium on development of human resources in practical oral health and treatment.
  • 国際学会
• [備考] 朝日大学小児歯科学分野ホームページ
  • URL: http://scw.asahi-u.ac.jp/~ped/Toppage.html