献血を必要としない血小板輸血療法の戦略

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21300160
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 江藤 浩之 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50286986)
• キーワード: iPS細胞 / 巨核球 / 血小板 / c-MYC / 細胞株 / 輸血 / 細胞老化 / メタロプロテアーゼ

研究概要

本課題では、ヒトES細胞、ips細胞をソースにした血小板輸血製剤の開発目的に、(1)特定分子の蛋白発現制御に基づく産生巨核球数の増多方法の開発、(2)新規のshear stress刺激に伴う血小板産生装置の開発、(3)血小板におけるメタロプロテアーゼ活性制御分子によるADAM10/ADAM17活性化・抑制の生理機構解明、の3つの課題の解明・解決を目指してきた。(1)に関しては、c-MYC遺伝子の発現パターンが正常な巨核球成熟およびその後の血小板産生を制御している事を見いだした(Takayama Net al., J Exp Med, 2010)。この発見をもとにcーMYCおよびBMI-1(ポリコーム遺伝子)を同時に造血前駆細胞に導入することで、巨核球が前駆細胞レベルで増殖継続可能である事を発見した(2011年12月の米国血液学会年次総会においてPlenaryセッションに選択)。これはc-MYC依存的にINK4A関連分子(p14,p19)の上昇に伴って発生した細胞老化現象をBMI-1が抑制した結果、細胞死を誘導せずにトロンボポイエチン(TPO)の細胞増殖作用に伴う巨核球のみの自己複製が成立したと推測される。一方、上記(2)の課題に対しては名古屋大学の福田敏男教授との共同研究により血小板放出デバイスを作製し、特許申請まで行ったが、既存の方法以上に血小板産生効率を高めることはできなかった。その結果、別のコンセプトによるデバイスの開発を新たに開始した。上記(3)の課題に対しては、外部製薬企業との共同研究から、培養血小板の不活性化阻害効果のあるADAM10/ADAM17阻害剤を開発し、その効果をiPS細胞から産生させた血小板を用いて検証し、そのin vivoでの機能を確認した(本薬剤が培養した血小板機能を保持できる事を確認)。最終的には血小板を冷蔵、冷凍保存させる事を目的として、薬の開発以外にも生理的な温度変化に伴う血小板の活性化、不活性化機構の解明を継続中である。
全体として、本研究費を使用したことで、課題の解明が進んだと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] In vitro generation of megakaryocytes and platelets from human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Eto K
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 788 ページ: 205-217
  • DOI: 10.1007/978-1-61779-307-3_15
• [雑誌論文] Integrin αvβ3 regulates thrombopoietin-mediated maintenance of hematopoietic stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Umemoto T, Yamato M, Ishihara J, Shiratsuchi Y, Utsumi M, Morita Y, Tsukui H, Terasawa M, Shibata T, Nishida K, Kobayashi Y, Petrich BG, Nakauchi H, Eto K, Okano T
  • 雑誌名: Blood 巻: 119(1) ページ: 83-94
  • DOI: 10.1182/blood-2011-02-335430
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging visualizes discoid platelet aggregations without endothelium disruption and implicates contribution of inflammatory cytokine and integrin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura S, Manabe I, Nagasaki M, Kakuta S, Iwakura Y, Takayama N, Ooehara J, Otsu M, Kamiya A, Petrich B, Urano T, Kadono T, Sato S, Aiba A, Yamashita H, Sugiura S, Kadowaki T, Nakauchi H, Eto K, Nagai R
  • 雑誌名: Blood 巻: 119(8) ページ: e45-56
  • DOI: 10.1182/blood-2011-09-381400
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒトiPS細胞からつくる血小板 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 雑誌名: Annual Review血液2012 ページ: 214-219
• [雑誌論文] Potential usefulness of human iPS cells on the generation of platelets (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Eto K, Nakauchi H
  • 雑誌名: Nihon Rinsho 巻: 69(12) ページ: 2161-2165
• [雑誌論文] Heterozygous ITGA2B R995W mutation inducing constitutive activation of the {alpha}IIb{beta}3 receptor affects proplatelet formation and causes congenital macrothrombocytopenia (2011)
  • 著者名/発表者名: Kunishima S, Kashiwagi H, Otsu M, Takayama N, Eto K, Onodera M, Miyajima Y, Takamatsu Y, Suzumiya J, Matsubara K, Tomiyama Y, Saito H
  • 雑誌名: Blood 巻: 117 ページ: 5479-5484
  • DOI: 10.1182/blood-2010-12-323691
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒト多能性幹細胞を用いた巨核球/血小板造血研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山直也、江藤浩之
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 239 ページ: 1385-1389
• [雑誌論文] iPS細胞樹立法の標準化を目指した分化能による評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤大、江藤浩之
  • 雑誌名: 細胞 巻: 43 ページ: 367-370
• [雑誌論文] 挑戦することを教えてくれたメンターたちとの出会い (2011)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 雑誌名: 日本血栓止血学会誌 巻: 22 ページ: 291-294
• [雑誌論文] 血小板と再生医学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之、遠藤大
  • 雑誌名: 脈管学 巻: 51 ページ: 339-345
• [学会発表] Platelet Production System Using an Immortalized Megakaryocyte Cell Line Derived From Human Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Sou Nakamura, Naoya Takayama,, Hiromitsu Nakauchi, Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(plenary session)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] Platelet Production System Using an Immortalized Megakaryocyte Cell Line Derived From Human Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Sou Nakamura, Naoya Takayama,, Hiromitsu Nakauchi, Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(Invited)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] Modeling Congenital Amegakaryocytic Thrombocytopenia Using Patient-Specific Induced Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoya Takayama, Shinji Hirata, Ryoko Jono-Ohnishi, Sou Nakamura, Sho-ichi Hirose, Hiroshi Endo, Masanori Nishi, Yuhei Hamazaki, Shin Kaneko, Eiichi Ishii, Hiromitsu Nakauchi, Shinji Kunishima, Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(oral)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] Suppressed Neutrophil Development in Hematopoiesis of Induced Pluripotent Stem Cells Derived From a Severe Congenital Neutropenia Patient with ELA2 Mutation (2011)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Hiramoto, Yasuhiro Ebihara, Yoko Mizoguchi, Kazuhiro Nakamura, Shinji Mochizuki, Shohei Yamamoto, Emiko Matsuzaka, Sachiyo Hanada, Ryoko Ohnishi, Kenzaburo Tani, Koji Eto, Hiromitsu Nakauchi, Masao Kobayashi, Kohichiro Tsuji
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(oral)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] Nov/CCN3 Enhances Long-Term Repopulating Activity of Mouse Hematopoietic Stem Cells Via Intergin β3 Signaling Collaborating with Thrombopoietin (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Ishihara, Terumasa Umemoto, Masayuki Yamato, Yoshiko Shiratsuchi, Brian G.Petrich, Hiromitsu Nakauchi, Koji Eto, Toshio Kitamura, Teruo Okano
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(oral)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] Direct and Continuous Inhibition of ADAM17 Using a Novel Selective Inhibitor Restores Functional Platelet Yield From Human Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinji Hirata, Ryoko Jono-Ohnishi, Satoshi Nishimura, Naoya Takayama, Sou Nakamura, Hiromitsu Nakauchi, Takahiko Murata, Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(poster)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] Stepwise Signaling and Low Oxygen Promote Hematopoietic Progenitor Emergence From Human Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Endo, Naoya Takayama, Tomo Koike, Hiromitsu Nakauchi, Koji Eto
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(poster)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] In Vitro Generation of Mature T Lymphocytes From Human Ips Cells and Genetic Analysis of TCR Gene Rearrangements (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshinobu Nishimura, Shin Kaneko, Yoko Tajima, Naoya Takayama, Ai Tachikawa-Kawana, Koji Eto, Hiromitsu Nakauchi
  • 学会等名: 53rd ASH Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA(poster)
  • 年月日: 20111210-20111213
• [学会発表] PRODUCTION OF PLATELETS FROM STEM CELLS (2011)
  • 著者名/発表者名: Eto K
  • 学会等名: The XXIInd Regional Congress of the ISBT
  • 発表場所: Taipei(Invited)
  • 年月日: 20111120-20111123
• [学会発表] Potential application of human iPS cell-derived blood cells and evaluation system in mouse xenogeneic transplantation models (2011)
  • 著者名/発表者名: Eto K
  • 学会等名: The Third International Workshop on Humanized Mice
  • 発表場所: Pittsburgh, USA(Invited)
  • 年月日: 20111028-20111031
• [学会発表] Platelet transfusion system using an immortalized megakaryocyte cell line derived from hESCs/iPSCs (2011)
  • 著者名/発表者名: Sou Nakamura, Naoya Takayama, Hiromitsu Nakauchi, Koji Eto
  • 学会等名: 第73回日本血液学会学術集会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20111014-20111016
• [学会発表] TRANSIENT ACTIVATION OF C-MYC EXPRESSION IS CRITICAL FOR EFFICIENT PLA TELET GENERATION FROM HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Nishimura S, Nakamura S, Shimizu T, Ohnishi R, Endo H, Yamaguchi T, Otsu M, Nishimura K, Nakanishi M, Sawaguchi A, Nagai R, Takahashi K, Yamanaka S, Nakauchi H, Eto K
  • 学会等名: XXIII Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN(poster)
  • 年月日: 20110723-20110728
• [学会発表] iPS細胞バンクを有効利用した血液疾患治療法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 学会等名: 第24回日本動物細胞工学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 20110722-20110723
• [学会発表] Potential application of human iPS cell-derived hematopoietic cells for disease treatment (2011)
  • 著者名/発表者名: Eto K
  • 学会等名: 7th IABS Symposium on Advances in Transfusion Safety
  • 発表場所: Singapore(Invited)
  • 年月日: 20110715-20110717
• [学会発表] SUSPECTED INCOMPLETE REPROGRAMMING IN BLOOD DERIVED HUMAN INDUCED PLUR IPOTENT STEM CELLS IS ADVANTAGEOUS FOR ADULT-TYPE ERYTHROCYTE GENERATI ON WITH GLOBIN SWITCHING (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N, Sano S, Shimizu T, Kawahata R, Endo H, Nakamura S, Ogawa S, Nakauchi H, Eto K
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research 9th Annual Meeting
  • 発表場所: Toronto, Canada(poster)
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] 重症先天性好中球減少症患者由来のiPS細胞の樹立とその解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平本貴史、海老原康博、馬峰、望月慎史、西濱夏海、花田佐智代、松坂恵美子、江藤浩之、中内啓光、辻浩一郎
  • 学会等名: 第32回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都(ポスター)
  • 年月日: 20110602-20110603
• [学会発表] 輸血医療革命をもたらす多能性幹細胞由来不死化巨核球細胞株樹立技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村壮、高山直也、中内啓光、江藤浩之
  • 学会等名: 第32回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都(ポスター)
  • 年月日: 20110602-20110603
• [学会発表] Blood generation from iPS cells toward clinical applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Eto K
  • 学会等名: 第32回日本炎症・再生医学会1st Meeting of Asian-Pacific Federation of Inflammation and Regeneration合同開催
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN(Invited)
  • 年月日: 20110602-20110603
• [学会発表] まれな血液型およびHLAタイプ患者のためのiPS細胞技術を用いた新しい輸血システム開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江藤浩之
  • 学会等名: 第18回日本血液代替物学会年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-10-27
• [備考] CiRA HP
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/eto_summary.html
• [備考] 江藤研究室HP
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/eto/
• [産業財産権] 血小板産生の場構築の為の巨核球細胞の多核化の促進法 (2011)
  • 発明者名: 江藤浩之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 特願2011-108253
  • 出願年月日: 2011-05-13
• [産業財産権] 血小板産生方法及び血小板産生装置 (2011)
  • 発明者名: 江藤浩之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 特願2011-143383
  • 出願年月日: 2011-06-28
• [産業財産権] 多能性幹細胞からの血液細胞分化に関する培養方法 (2011)
  • 発明者名: 江藤浩之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: PCT/JP2011/070563
  • 出願年月日: 2011-09-09
  • 外国
• [産業財産権] 血小板の機能を維持するための組成物 (2011)
  • 発明者名: 江藤浩之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: PCT/JP2011/071190
  • 出願年月日: 2011-09-16
  • 外国
• [産業財産権] 多能性幹細胞からの巨血球及び/又は血小板の製造方法 (2011)
  • 発明者名: 江藤浩之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 特願2011-219545
  • 出願年月日: 2011-10-03