網羅的解析による、インスリン様成長因子-1不応症の成長障害の分子基盤解明

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K07797
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 難波 範行 鳥取大学, 医学部, 教授 (10379076)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: インスリン様成長因子-1 / ヒトiPS細胞 / 軟骨細胞 / 成長軟骨帯

研究実績の概要

小児内分泌診療において最も重要なテーマの一つは成長障害である。成長は成長軟骨帯の伸長によって起こり、成長促進因子として最も古くから研究され、臨床応用もされているのは、成長ホルモン(GH)/インスリン様成長因子-1(IGF-1)である。ところが、GH/IGF-1がどのような分子基盤を介して成長軟骨帯の伸長を促進するのか未だに不明である。本研究では、ヒトiPS細胞を軟骨に分化誘導し、IGF-1受容体の下流の分子を網羅的に解析することで、IGF-1によるヒト成長軟骨伸長作用の分子基盤の解明を目指す。
昨年度からヒトiPS細胞からヒト軟骨細胞を分化誘導する系の最適化を行なっている。培養の簡便さからフィーダー細胞フリーの条件の確立を試み、まずはlaminin 511-E8でプレートをコーティングしたが、軟骨への分化誘導効率が悪く、断念した。
本年度は、Yamashitaらの論文（STEM CELLS Transl Med. 2021）を参考に、プレートのコーテングをMatrigelに変更して分化誘導効率を検討したが、この方法でも分化効率は上昇するものの、安定して十分な分化は得られないと判断した。以上の結果から、軟骨への分化誘導をフィーダー細胞を使う系に変更した。研究グループ内ではフィーダー細胞フリーのiPS細胞しか扱った経験しかないため、大阪大学大学院生命機能研究科組織生化学研究室（妻木範行教授）の協力を仰いで系の変更を進めている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍のため臨床業務が増加し、時間の確保が困難であった。また、大阪大学との連携も困難であった。

今後の研究の推進方策

軟骨細胞への分化誘導にはフィーダー細胞を使う培養系に変更する必要があると考えられるため、大阪大学と連携して培養系の変更を行う。また、これまでコロナ対応などで実験・連携に十分時間を割くことができなかったが、次年度はコロナ対応に要するエフォートは減少すると予想されるため、実験・連携を進めやすくなると考えられる。

次年度使用額が生じた理由

本年度は昨年度と同様に、コロナ禍のため臨床業務が増加し、実験時間の確保が困難であった。特に、フィーダー細胞を用いたヒトiPS培養系をベースとした軟骨細部分化誘導系の確立を大阪大学大学院生命機能研究科組織生化学研究室と連携して行う予定であったが、実際には連携は困難であった。次年度は社会状況の変化にともなってコロナ対応に要するエフォートは減少すると予想される。実験・連携のための時間が確保しやすくなると考えられ、これまでに施行できていないRNA-Seq解析等の実験を十分に行う。また、時間の節約のため、変異遺伝子のノックイン細胞など、外注可能なものに関しては外注して、迅速に実験を進める。

研究成果

• [雑誌論文] 遺伝性骨粗鬆症 (2023)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 雑誌名: 日本臨牀 巻: 81 ページ: 527～532
• [雑誌論文] Effect of Burosumab Compared With Conventional Therapy on Younger vs Older Children With X-linked Hypophosphatemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Ward Leanne M、Glorieux Francis H、Whyte Michael P、Munns Craig F、Portale Anthony A、H?gler Wolfgang、Simmons Jill H、Gottesman Gary S、Padidela Raja、Namba Noriyuki、Cheong Hae Il、Nilsson Ola、Mao Meng、Chen Angel、Skrinar Alison、Roberts Mary Scott、Imel Erik A
  • 雑誌名: The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 巻: 107 ページ: e3241～e3253
  • DOI: 10.1210/clinem/dgac296
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 骨成長 (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 雑誌名: 小児内科 巻: 54 ページ: 572～577
• [学会発表] Effects of burosumab on two siblings with mild X-linked hypophosphatemia (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M, Senoo S, Kurosawa K, Yamaguchi Y, Hanaki K, Namba N
  • 学会等名: The 11th International Meeting of Pediatric Endocrinology (IMPE)
  • 国際学会
• [学会発表] Hypophosphatemic Rickets -Newer Treatment Strategies- (2022)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Namba
  • 学会等名: The 51st Annual Conference of Endocrine society of India, ESICON 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 偽性副甲状腺機能低下症とその類縁疾患 (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 学会等名: 第32回臨床内分泌代謝Update
  • 招待講演
• [学会発表] コツコツ学ぶ骨代謝 (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 学会等名: 第55回日本小児内分泌学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨形成不全症の診療ガイドライン -パブリック・コメントに向けて- (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 学会等名: 第55回日本小児内分泌学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 低リン血症性くる病・骨軟化症の診断と治療 ～小児科の立場から～ (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 学会等名: 第95回日本内分泌学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] RASopathyの新規治療 - RAS/MAPK阻害薬の可能性- (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 学会等名: 第95回日本内分泌学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨系統疾患のメカニズム -臨床への示唆- (2022)
  • 著者名/発表者名: 難波範行
  • 学会等名: 第125回日本小児科学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Pregnancy-associated plasma protein-A2 regulates insulin-like growth factor-1 bioavailability in umbilical cord blood of appropriate-for-gestational age neonates (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Fujimoto M, Senoo S, Hasegawa A, Miyahara F, Mino Y, Miura M, Hanaki K, Namba N
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Paediatric Endocrine Society (APPES) Biennial Scientific Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] SAFETY AND EFFICACY OF BUROSUMAB IN PEDIATRIC PATIENTS WITH X-LINKED HYPOPHOSPHATEMIA: A PHASE 3/4 OPEN-LABEL TRIAL (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Namba N, Kubota T, Muroya K, Kanematsu M, Kojima M, Orihara S, Kanda H, Seino Y, Ozono K
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Paediatric Endocrine Society (APPES) Biennial Scientific Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The background of XLH patients with burosumab treatment and its short-term effectiveness and safety of: Interim analysis of the SUNFLOWER study (2022)
  • 著者名/発表者名: Michigami T, Kang HG, Namba N, Ito N, Kubota T, Shintani A, Kabata D, Kanematsu M, Nishida Y, Fukumoto S, Ozono K
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Paediatric Endocrine Society (APPES) Biennial Scientific Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Patient-reported outcomes from a randomized open-label phase 3 trial comparing burosumab versus conventional therapy in children with X-linked hypophosphatemia: results from the 24-week treatment extension period (2022)
  • 著者名/発表者名: Padidela R, Whyte MP, Glorieux FH, Munns CF, Ward LM, Nilsson O, Portale AA, Simmons JH, Namba N, Cheong HI, Pitukcheewanont P, Sochett E, Hogler W, Muroya K, Tanaka H, Gottesman GS, Biggin A, Perwad F, Williams A, Nixon A, Sun W, Chen A, Skrinar A, Imel EA
  • 学会等名: The 60th European Society for Paediatric Endocrinology (ESPE) Annual Meeting
  • 国際学会