細胞核初期化の分子基盤

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19002014
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山中 伸弥 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (10295694)
• 研究分担者: 青井 貴之 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (00546997) ; 中川 誠人 京都大学, iPS細胞研究所, 講師 (10379539) ; 高橋 和利 京都大学, iPS細胞研究所, 講師 (80432326) ; 沖田 圭介 京都大学, iPS細胞研究所, 講師 (90512434) ; 吉田 善紀 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点講師 (20447965) ; 渡辺 亮 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (60506765) ; 山本 拓也 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (60546993) ; KNUT Woltjen 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (50589489) ; 小柳 三千代 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (90432327)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 再生医学 / 幹細胞 / 分化多能性 / 核初期化 / 転写因子

研究概要

4つの転写因子を体細胞に導入することで多分化能を持ったiPS細胞が樹立できる。c-Mycを含めた4因子を用いた場合にキメラマウスで腫瘍化が高頻度で認められ、レトロウイルス由来のc-Mycが原因の一つであることが分かった。樹立条件などを検討しMycを用いずにiPS細胞を作ることに成功したが、性質の点で不十分であった。c-Mycの代替因子の探索を行いL-Mycを同定した。L-Myc iPS細胞は腫瘍化リスクもほとんど認められず、性質の点でも十分であった。レトロウイルスを用いずにプラスミドを用いることでもiPS細胞の樹立に成功した。このことにより体細胞への初期化因子の挿入が起こらずより安全な作製方法の確立に成功した。神経細胞への分化誘導とそれらの移植実験により安全性を検討する方法の確立も行った。また、肝細胞、血液細胞、心筋細胞への分化誘導系も確立した。iPS細胞の性状解析をディープシークエンサーなどを用いて詳細に解析する技術の導入も完了し、網羅的な遺伝子発現、メチル化解析、スプライシング解析なども行った。

研究成果

• [雑誌論文] Essential roles of ECAT15-2/Dppa2 in functional lung development (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., et al.(他4名、1番目)
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 31(21) ページ: 4366-4378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct reprogramming of somatic cells is promoted by maternal transcription factor Glis1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Maekawa, M., et al.(他9名、1番目)
  • 雑誌名: Nature 巻: 474(7350) ページ: 225-229
  • 査読あり
• [雑誌論文] ECAT11/L1td1 is enriched in ESCs and rapidly activated during iPSC generation, but it is dispensable for the pluripotency (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwabuchi, K., et al.(他6名、1番目)
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6(5) ページ: e20461
  • 査読あり
• [雑誌論文] A more efficient method to generate integration-free human iPS cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Okita, K., et al.(他15名、1番目)
  • 雑誌名: Nat Methods 巻: 8(5) ページ: 409-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promotion of direct reprogramming by transformation-deficient Myc (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, M., et al.(他4名、1番目)
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 107(32) ページ: 14152-14157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of mouse-induced pluripotent stem cells with plasmid vectors (2010)
  • 著者名/発表者名: Okita, K., et al.(他3名、1番目)
  • 雑誌名: Nat Protoc 巻: 5(3) ページ: 418-428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human induced pluripotent stem cells on autologous feeders (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., et al.(他4名、1番目)
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 4(12) ページ: e8067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypoxia Enhances the Generation of Induced Pluripotent Stem Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Y., et al.(他4名、1番目)
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 5(3) ページ: 237-241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of induced pluripotent stem cell generation by the p53-p21 pathway (2009)
  • 著者名/発表者名: Hong, H., et al.(他7名、1番目)
  • 雑誌名: Nature 巻: 460(7259) ページ: 1132-1135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation in the safety of induced pluripotent stem cell lines (2009)
  • 著者名/発表者名: Miura, K., et al.(他13名、1番目)
  • 雑誌名: Nat Biotechnol 巻: 27(8) ページ: 743-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Sall4 in the generation of pluripotent stem cells from blastocysts and fibroblasts (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsubooka, N., et al.(他5名、1番目)
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 14(6) ページ: 683-694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of mouse induced pluripotent stem cells without viral vectors (2008)
  • 著者名/発表者名: Okita, K., et al.(他4名、1番目)
  • 雑誌名: Science 巻: 322(5903) ページ: 949-953
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of pluripotent stem cells from adult mouse liver and stomach cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Aoi, T., et al.(他7名、1番目)
  • 雑誌名: Science 巻: 321 ページ: 699-702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of induced pluripotent stem cells without Myc from mouse and human fibroblasts (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, M., et al.(他9名、1番目)
  • 雑誌名: Nat Biotechnol 巻: 26 ページ: 101-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of pluripotent stem cells from fibroblast cultures (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., et al.(他3名、1番目)
  • 雑誌名: Nat Protoc 巻: 2 ページ: 3081-3089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., et al.(他6名、1番目)
  • 雑誌名: Cell 巻: 131 ページ: 861-872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Okita, K., et al.(他2名、1番目)
  • 雑誌名: Nature 巻: 448 ページ: 313-317
  • 査読あり
• [学会発表] Induction of Pluripotency by Defined Factors (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, S.
  • 学会等名: Keystone Symposia 2012 Cardiovascular Development and Regeneration
  • 発表場所: タオス(アメリカ)
  • 年月日: 2012-01-22
• [学会発表] 偶然と幸運から生まれたiPS細胞 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山中伸弥
  • 学会等名: 第34回分子生物学会年会日本分子生物学会若手教育シンポジウム若手教育ランチョンセミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Induction of Pluripotency by Defined Factors (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, S.
  • 学会等名: ISSCR 9th Annual Meeting
  • 発表場所: トロント(カナダ)
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] Induction of Pluripotency by Defined Factors (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, S.
  • 学会等名: ISSCR 8th Annual Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ(アメリカ)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] iPS細胞の可能性と課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中伸弥
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Induction of Pluripotency by Defined Factors (2009)
  • 著者名/発表者名: 山中伸弥
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Induction of Pluripotency by Defined Factors (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, S.
  • 学会等名: ISSCR 7th Annual Meeting
  • 発表場所: バルセロナ(スペイン)
  • 年月日: 2009-07-11
• [学会発表] PS細胞の可能性と課題 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山中伸弥
  • 学会等名: 第8回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 多能性総論 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中伸弥
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Generation of iPS cells from adult human fibroblasts (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, S.
  • 学会等名: Keystone Symposia "Signaling Passways in Cancer and Development"
  • 発表場所: スティームボートスプリングス(アメリカ)
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] 人工万能幹(iPS)細胞の可能性と課題 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中伸弥
  • 学会等名: 第7回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-03-14
• [備考]
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/index.html
• [産業財産権] Nuclear Reprogramming Factor and Induced Pluripotent Stem cells Induced Pluripotent Stem cells (2011)
  • 発明者名: 山中伸弥、高橋和利、他
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、8129187
  • 取得年月日: 2011-12-27
  • 外国
• [産業財産権] Nuclear Reprogramming Factor and Induced Pluripotent Stem cells (2011)
  • 発明者名: 山中伸弥、高橋和利
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、8058065
  • 取得年月日: 2011-11-15
  • 外国
• [産業財産権] Nuclear Reprogramming Method (2011)
  • 発明者名: 山中伸弥、高橋和利、中川誠人
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、0153139
  • 取得年月日: 2011-06-15
  • 外国
• [産業財産権] 誘導多能性細胞からの体細胞の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 山中伸弥
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、4411363
  • 取得年月日: 2009-11-20
• [産業財産権] 誘導多能性幹細胞の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 山中伸弥
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、4411362
  • 取得年月日: 2009-11-20
• [産業財産権] 誘導多能性幹細胞の製造方法 (2008)
  • 発明者名: 山中伸弥
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、4183742
  • 取得年月日: 2008-09-21
  • 外国
• [産業財産権] Genes with ES Cell-specific Expression (2007)
  • 発明者名: 山中伸弥
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、US7250255
  • 取得年月日: 2007-07-31
  • 外国