• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実施状況報告書

ヒトiPSCミニ肝臓における細胞間相互作用因子の準網羅的な機能的スクリーニング

研究課題

研究課題/領域番号 18K19589
研究機関横浜市立大学

研究代表者

関根 圭輔  横浜市立大学, 医学部, 講師 (00323569)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードiPS細胞 / オルガノイド / シングルセルRNAシークエンス
研究実績の概要

これまでにiPSCミニ肝臓のシングルセルRNAシークエンス解析を実施し、複数の細胞系譜をより分ける手法を開発し、胎児肝臓の段階に相当するiPSCミニ肝臓内で生じる異なる細胞種間の細胞間相互作用因子の解明に成功している(Sekine K et al, Nature 2017)。
本研究では、ヒト立体臓器の形成過程で起る異種細胞間の細胞間相互作用の機能的解明と、再生医療に資するiPSCミニ肝臓の製造工程における機能的な品質評価指標の同定を目指し、相互作用因子の機能解析を実施する。そのため、ヒトiPSCミニ肝臓を対象にCRISPR/ CAS9法を用いて数十から数百個程度の遺伝子を対象とした準網羅的な機能的スクリーニング系の構築と実施を試みる。
効率よく遺伝子欠損を実施するため、ドキシサイクリン添加によりCas9の発現を誘導可能な遺伝子をヒトiPS細胞のAAVS1遺伝子座に相同組換えにより導入したiCrispr-iPS細胞を複数のiPSC株について樹立した。
まず、この細胞を用いて効率の良いノックアウト細胞の樹立が可能か否か評価する目的で、シングルセルRNAシークエンスにより明らかにした、分化細胞での未分化iPSC残存に関与が想定される4遺伝子についてノックアウト細胞を複数作製した。その結果、いずれの遺伝子に対しても80~100%の効率でノックアウトが可能であった。従ってこの細胞を用いることで、準網羅的スクリーニングが可能であると判断した。この細胞については現在機能解析を実施している。
また、次年度へ向け、準網羅的スクリーニングのための標的遺伝子の抽出を行い、gRNAを複数設計した。

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

これまでに、ドキシサイクリン添加によりCas9の発現を誘導可能なヒトiPS細胞を複数のiPSC株において樹立した。更に、この細胞を用いることで80~100%という高い効率でノックアウトが可能であった。従ってこの細胞を用いることで、準網羅的スクリーニングが可能であると判断した。
以上の事から、準網羅的スクリーニングへ向けた準備が整ったため順調な進捗であると判断している。

今後の研究の推進方策

本年度作製した効率よくノックアウト可能なiPS細胞株を用いて、選定した標的遺伝子対するノックアウト作製と機能解析を実施する予定である。これにより、ほぼブラックボックスであった立体臓器の形成過程で起る細胞間相互作用を、これまでに同定した数十から数百遺伝子の細胞間相互作用因子を対象に、iPSCミニ肝臓を用いて網羅的な機能解析を試みる。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 産業財産権 (4件)

  • [国際共同研究] マックスプランク進化人類学研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックスプランク進化人類学研究所
  • [国際共同研究] IOB/ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      IOB/ETH Zurich
  • [雑誌論文] Self-Condensation Culture Enables Vascularization of Tissue Fragments for Efficient Therapeutic Transplantation2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yoshinobu、Sekine Keisuke、Kin Tatsuya、Takebe Takanori、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 23 ページ: 1620~1629

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.03.123

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal Hypoxia Regulates Human iPSC-Derived Liver Bud Differentiation through Intercellular TGFB Signaling2018

    • 著者名/発表者名
      Ayabe Hiroaki、Anada Takahisa、Kamoya Takuo、Sato Tomoya、Kimura Masaki、Yoshizawa Emi、Kikuchi Shunyuu、Ueno Yasuharu、Sekine Keisuke、Camp J. Gray、Treutlein Barbara、Ferguson Autumn、Suzuki Osamu、Takebe Takanori、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 11 ページ: 306~316

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2018.06.015

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recapitulation of hepatitis B virus?host interactions in liver organoids from human induced pluripotent stem cells2018

    • 著者名/発表者名
      Nie Yun-Zhong、Zheng Yun-Wen、Miyakawa Kei、Murata Soichiro、Zhang Ran-Ran、Sekine Keisuke、Ueno Yasuharu、Takebe Takanori、Wakita Takaji、Ryo Akihide、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 35 ページ: 114~123

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2018.08.014

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Human iPSC-Derived Posterior Gut Progenitors Are Expandable and Capable of Forming Gut and Liver Organoids2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ran-Ran、Koido Masaru、Tadokoro Tomomi、Ouchi Rie、Matsuno Tatsuya、Ueno Yasuharu、Sekine Keisuke、Takebe Takanori、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 10 ページ: 780~793

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2018.01.006

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Generation of three-dimensional cancer tissue using patient-derived pancreatic cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      Asia-Pacific Scientific Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 再生医療応用へ向けたiPSC肝芽製造技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      幹細胞の培養法・培養工学のためのコンソーシアム 第三回シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト組織三次元的再構成技術を用いたヒューマンバイオロジーの解析2018

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第11回Symphony
    • 招待講演
  • [学会発表] 患者由来膵癌細胞を用いた三次元的癌組織の人為的創出2018

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      講演会:新しい治療法の開発を目指す患者由来がんモデル
    • 招待講演
  • [産業財産権] 未分化細胞の分化抵抗性評価法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-5892
  • [産業財産権] 未分化細胞検出法2018

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-115025
  • [産業財産権] 上皮間葉転換関連分子を用いた癌評価法2018

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-80581
  • [産業財産権] 再構成癌組織を用いた薬剤評価方法2018

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英 樹、上野康晴、奥田 諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-80585

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi