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2019 年度 実施状況報告書

インユーテロ幹細胞移植による動物体内を利用したヒト血液・臓器作出

研究課題

研究課題/領域番号 18K06023
研究機関秋田大学

研究代表者

関 信輔  秋田大学, バイオサイエンス教育・研究サポートセンター, 助教 (60749167)

研究分担者 西島 和俊  秋田大学, バイオサイエンス教育・研究サポートセンター, 准教授 (70435874)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード幹細胞移植 / インユーテロ法
研究実績の概要

移植可能な臓器を患者自身の細胞から作ることは再生医療の重要な目標の1つである。研究代表者が参加している研究チームでは、臓器欠損動物の胚盤胞期胚に正常多能性幹細胞をインジェクションし臓器を作出する方法「胚盤胞補完法」で、キメラ動物体内に膵臓・腎臓などを生産することに成功している。しかしながら、この方法をヒトへ応用するにあたって課題が二つある。一つは、キメラ形成能のあるヒトiPS細胞が樹立できていない。また、ヒト細胞が動物の神経や生殖腺に寄与してしまうことを懸念する倫理的問題のため、倫理問題をクリアにしながらの実験が求められ、ヒトの臓器作出にすぐに応用できないのが現状である。そこで、本研究では、血液あるいは臓器欠損マウス胎仔に分化運命の決定している前駆細胞を局所的に移植する方法で動物体内での臓器作出が可能かどうかを検証する。
ゲノム編集技術により、造血幹細胞の分化・増殖に関与している遺伝子のノックアウトを試み、産まれてきた胎仔のシークエンス解析を実施したところ、すべての胎仔の標的遺伝子はノックアウトされていた。そして、血液欠損マウス胎仔に異系統(GFP系統)由来の造血幹細胞をインユーテロ移植したところ、移植が成功していない場合は、胎仔は出生直後に発生停止したが、移植が成功していた胎仔は2ヶ月後でも生存していた。また、そのマウスの血液を調べたところ、GFP蛍光を示しており、異系統由来の血液を補完することに成功した。詳細な解析をすすめたところ、赤血球、血小板、単球、リンパB細胞、リンパT細胞はGFP蛍光を示し、赤血球だけでなく免疫細胞についても異系統間での補完に成功した。そして、免疫不全マウス(B細胞T細胞欠損)にラット造血幹細胞(赤色蛍光)を移植したところ、ラットT細胞がマウス体内で補完されていた。また、割合は少ないもののラット由来の赤血球、血小板も産生されていた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

マウスラットの異種間での実験を開始しており、免疫不全マウス(B細胞T細胞欠損)を用いたところ、割合は少ないもののマウス体内にラット赤血球、血小板が産生できており、T細胞にいたってはラットのT細胞のみを産生させることができたため。

今後の研究の推進方策

ゲノム編集技術を用いた容易した血液および免疫系の欠損したマウス胎仔にラット造血幹細胞をインユーテロ移植することでマウス体内にラット血液・免疫系を産生することが可能かどうかを検証する。

次年度使用額が生じた理由

短期留学をしていた期間があるため、研究の目処が立ったため、データ解析を実施するために使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Stanford University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stanford University
  • [雑誌論文] Characteristic features of newly established specific pathogen-free albino large rabbit (JW-AKT): Comparison with Japanese White and New Zealand White rabbits.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Y, Shibata Y, Basaki K, Fukuda Y, Takaki N, Maeda T, Hirao M, Yano M, Higashiya M, Obata T, Seki S, Nishijima K
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 81 ページ: 739 743

    • DOI

      https://doi.org/10.1292/jvms.18-0758

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 潜性致死遺伝子を標的としたゲノム編集法について2019

    • 著者名/発表者名
      場﨑 恵太, 福田 康義, 矢野 愛美, 東谷美沙子, 小畑 孝弘, 関 信輔, 西島 和俊
    • 雑誌名

      九州実験動物雑誌

      巻: 34 ページ: 45 51

    • 査読あり
  • [学会発表] Vitrification of mouse and rabbit zygotes; effect of rapid warming.2019

    • 著者名/発表者名
      Seki S, Obata T, Basaki K, Komatsu Y, Fukuda Y, Yano M,Higashiya M, Matsuda Y, Nishijima K
    • 学会等名
      The 56th Annual meeting of the society for Cryobiology
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of embryo use efficiency in generation of gene-modified rabbit.2019

    • 著者名/発表者名
      Nishijima K, Tajima S, Fukuda Y, Basaki K, Yano M,Higashiya M, Sato Y, Obata T, Seki S
    • 学会等名
      The 8th International Congress of Rabbit Biotechnology
    • 国際学会
  • [学会発表] 実験動物メダカの生殖幹細胞移植による遺伝資源保全2019

    • 著者名/発表者名
      関 信輔
    • 学会等名
      東北動物実験研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオチューブを用いた低濃度耐凍剤液でのラット1細胞期胚のガラス化保存2019

    • 著者名/発表者名
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 場﨑恵太, 矢野愛美, 尾野恭一, 大場貴喜, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2019
  • [学会発表] クライオチューブを用いた低濃度耐凍剤液でのラット1細胞期胚のガラス化保存2019

    • 著者名/発表者名
      福田康義, 東谷美沙子, 小畑孝弘, 場﨑恵太, 矢野愛美, 尾野恭一, 大場貴喜, 岡本洋介, 西島和俊, 関 信輔
    • 学会等名
      東北生理談話会
  • [図書] Cryopreservation and Transplantation of Medaka Germ Cells, Medaka: Biology, Management, and Experimental Protocols2019

    • 著者名/発表者名
      Naruse K, Kezuka F, Seki S, Lee S, Yoshizaki G
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      WILEY Blackwell
    • ISBN
      978-1-119-57529-0
  • [産業財産権] 哺乳動物初期胚の凍結保存方法2019

    • 発明者名
      関信輔 福田 西島 場﨑 矢野 小畑 東谷 尾野
    • 権利者名
      秋田大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      R0105161 特願2019-133275

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公開日: 2021-01-27  

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