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2019 年度 実績報告書

新規ヒトiPS細胞由来血管内皮前駆細胞を用いた血液脳関門モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K08422
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

坡下 真大  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (20613384)

研究分担者 松永 民秀  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (40209581)
降幡 知巳  千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (80401008)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード血液脳関門 / iPS細胞
研究実績の概要

我々が見出したタイトジャンクション機能を向上させる化合物を添加したヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞(hiBMEC)の遺伝子発現をmRNA-seq法を用いて網羅的に解析を行った。その結果、ある遺伝子群の増加が認められ、この遺伝子群がタイトジャンクション機能に関与していることを見出した。次に、ラットまたはサル初代培養脳ペリサイトおよびアストロサイトをそれぞれインサート膜裏側およびプレート上に播種した薬物透過試験用プレートのインサート膜表側にhiBMECを播種し、タイトジャンクション機能を測定したが、TEER値を有意に増加させるような効果は認められなかった。この原因として、種差による影響が考えられたため、現在ヒトiPS細胞から脳ペリサイトおよびアストロサイトの構築を行っており、これらを共培養する方法を検討中である。
本研究期間全体を通して、ヒトiPS細胞由来血管内皮前駆細胞を大量培養ならびに簡便な方法で純化できる化合物および方法を見出すことに成功した。さらに、hiBMECのタイトジャンクション機能やBCRPのようなトランスポター機能が向上する化合物についても見出すことに成功した。これらの化合物による作用をmRNA-seq法を用いて網羅的に遺伝子発現を解析し、関与する遺伝子群を発見することにも成功した。また、これまでの報告ではiPS細胞からBMECへ直接成熟化させる方法は報告されていたが、血管内皮前駆細胞をBMECへと成熟化させる方法は開発されていない。我々は様々な検討を行うことで、ヒトiPS細胞由来血管内皮前駆細胞をBMECへある程度成熟化させる方法の開発にも成功した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Laminin 221 fragment is suitable for the differentiation of human induced pluripotent stem cells into brain microvascular endothelial-like cells with robust barrier integrity.2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki H, Yamashita M, Hashita T, Iwao T, Matsunaga T.
    • 雑誌名

      Fluids Barriers CNS

      巻: 17 ページ: 25

    • DOI

      10.1186/s12987-020-00186-4.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient differentiation and purification of human induced pluripotent stem cell-derived endothelial progenitor cells and expansion with the use of inhibitors of ROCK, TGF-β, and GSK3β.2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki H, Yamashita M, Hashita T, Ogami K, Hoshino S, Iwao T, Matsunaga T.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 ページ: e03493

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e03493.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation of induced pluripotent stem cell-derived endothelial progenitor cells from sac-like structures.2019

    • 著者名/発表者名
      Aoki H, Yamashita M, Hashita T, Nakayama M, Yagi M, Iwao T, Matsunaga T.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 15 ページ: 672-678

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.05.179.

    • 査読あり
  • [学会発表] Differentiation of human iPS cell-derived endothelial progenitor cells into brain microvascular endothelial cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Aoki H, Yamashita M, Hashita T, Iwao T, Matsunaga T.
    • 学会等名
      EUROTOX 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Differentiation and freeze, thawing of human iPS cell-derived brain microvascular endothelial cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamashita M, Aoki H, Hashita T, Iwao T, Matsunaga T.
    • 学会等名
      EUROTOX 2019
  • [産業財産権] 多能性幹細胞から脳毛細血管内皮細胞への分化誘導方法2019

    • 発明者名
      松永民秀、坡下真大、山下美紗季
    • 権利者名
      松永民秀、坡下真大、山下美紗季
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/17799
    • 外国
  • [産業財産権] 高純度ヒトiPS細胞由来血管内皮前駆細胞の作製法および拡大培養法の確立2019

    • 発明者名
      松永民秀、坡下真大、青木啓将
    • 権利者名
      松永民秀、坡下真大、青木啓将
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-40117

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公開日: 2021-12-27  

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