虹彩由来幹/前駆細胞・iPS細胞の機能性網膜細胞への分化：再生と創薬研究への応用

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K11495
• 研究機関: 藤田医科大学
• 研究代表者: 山本 直樹 藤田医科大学, 共同利用研究設備サポートセンター, 准教授 (00267957)
• 研究分担者: 谷川 篤宏 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (40324412) ; 大熊 真人 藤田医科大学, 医学部, 講師 (50329710) ; 堀口 正之 藤田医科大学, 医学部, 教授 (70209295) ; 宮地 栄一 藤田医科大学, 医学部, 教授 (90129685)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: iPS細胞 / 虹彩細胞 / 網膜再生 / 電気生理 / 再生医療 / 網膜神経細胞 / 組織幹細胞 / 不死化細胞

研究実績の概要

これまでの研究において、網膜神経幹／前駆細胞の表面マーカー解析を行い、CD271をはじめとするいくつかの表面マーカーを選出することができた。ヒト虹彩由来組織幹細胞の維持培養法については、2018年度に報告した阻害剤に加えて、細胞培養ディッシュをコーティング（論文投稿準備中のため、Ｘ物質とする）することで、完全ではないが組織幹細胞の状態を維持したまま培養することができることを見出した。この組織幹細胞の維持培養法は今後検討を継続していくが、虹彩組織幹細胞に限らず、ヒトのさまざまな組織に存在する組織幹細胞、さらにはガン幹細胞なども維持培養ができる可能性があるプレリミナリーなデータを得ている。
さらに虹彩由来組織幹／前駆細胞、虹彩由来iPS細胞を用いて、パッチクランプによる電気生理学的評価法にて機能を有する網膜神経節細胞などへ分化誘導できること、さらに三次元立体構築の網膜層状配列を有する細胞凝集体を形成させることに成功した。
次に、網膜前駆細胞様のステップまで分化させた細胞に対して、我々が独自に作成したドキシサイクリン添加の有無によって不死化遺伝子の発現をコントロールできるベクターを導入したところ、不死化細胞を作製することができた。ただし導入効率が低く、さらに前駆細胞の段階で維持培養する再現率が安定していないことから、今後更なる改良が必要である。一方、この不死化細胞を分化誘導した細胞を用いて、眼科手術で使用する色素の細胞毒性試験を行い、プレリミナリーなデータを得ている。今後、細胞培養の条件等の検討を引き続き行っていく。
虹彩と作出元細胞が異なるiPS細胞を用いた分化誘導効率の比較実験を行ったところ、虹彩由来iPS細胞の方が遺伝子パネル検査において外胚葉系細胞へ分化しやすい傾向にあることが確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism of atopic cataract caused by eosinophil granule major basic protein. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N., Hiramatsu N., Isogai S., Kondo M., Imaizumi K., Horiguchi M.
  • 雑誌名: Med Mol Morphol. 巻: Online ahead of print ページ: .
  • DOI: 10.1007/s00795-019-00234-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] An analysis of monocytes and dendritic cells differentiated from human peripheral blood monocyte-derived induced pluripotent stem cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu N., Yamamoto N., Isogai S., Onouchi T., Hirayama M., Maeda S., Ina T., Kondo M., Imaizumi K.
  • 雑誌名: Med Mol Morphol. 巻: Online ahead of print ページ: .
  • DOI: 10.1007/s00795-019-00231-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Correlation of Fluorescence of Protoporphyrinogen IX and Status of Isocitrate Dehydrogenase in Gliomas. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohba S., Murayama K., Kuwahara K., Pareira E.S., Nakae S., Nishiyama Y., Adachi K., Yamada S., Sasaki H., Yamamoto N., Abe M., Mukherjee J., Hasegawa M., Pieper R.O., Hirose Y.
  • 雑誌名: Neurosurgery 巻: Online ahead of print ページ: .
  • DOI: 10.1093/neuros/nyz524
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cytokine expression profiles in cervical mucus from patients with cervical cancer and its precursor lesions. (2019)
  • 著者名/発表者名: Otani S., Fujii T., Kukimoto I., Yamamoto N., Tsukamoto T., Ichikawa R., Nishio E., Iwata A.
  • 雑誌名: Cytokine 巻: 120 ページ: 210-219
  • DOI: 10.1016/j.cyto.2019.05.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CXCL12 regulates differentiation of human immature melanocyte precursors as well as their migration. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamada T., Hasegawa S., Hasebe Y., Kawagishi-Hotta M., Arima M., Iwata Y., Kobayashi T., Numata S., Yamamoto N., Nakata S., Sugiura K., Akamatsu H.
  • 雑誌名: Arch Dermatol Res. 巻: 311 ページ: 55-62
  • DOI: 10.1007/s00403-018-1880-2
  • 査読あり
• [学会発表] SEAM法を応用した虹彩由来iPS細胞の網膜神経節細胞への分化誘導． (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹、平松範子、大熊真人、磯谷澄都、谷川篤宏、今泉和良、宮地栄一、堀口正之．
  • 学会等名: 第51回日本臨床分子形態学会総会・学術集会
• [学会発表] 混濁水晶体や眼内レンズと創傷治癒－透明水晶体の再生に向けて－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹
  • 学会等名: 第23回眼創傷治癒研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 基礎研究から拓かれる応用研究・開発研究 水晶体・白内障研究の魅力． (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹
  • 学会等名: 第58回日本白内障学会総会・第45回水晶体研究会合同学会
• [学会発表] Evaluation of corneal damage recovery using 3-dimensional model. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kojima H., Kato Y., Sato A., Yamamoto N.
  • 学会等名: 58th annual meeting & ToxExpo, Society of Toxicology.
  • 国際学会
• [学会発表] アレルギー疾患に合併する白内障の発症メカニズム． (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本直樹、平松範子、磯谷澄都、堀口正之、平野耕治、近藤征史、今泉和良．
  • 学会等名: 第28回国際喘息学会日本・北アジア部会
  • 国際学会
• [備考] 藤田医科大学 研究成果検索ページ
  • URL: https://pure.fujita-hu.ac.jp/ja/publications/