ｉＰＳ細胞を用いた難治性呼吸器疾患の病態解明と新規治療法の開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22249031
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 三嶋 理晃 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60190625)
• 研究分担者: 小川 恵美子 滋賀医科大学, 学内共同利用施設等, 講師 (00378671) ; 瀬山 邦明 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10226681) ; 半田 知宏 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10432395) ; 平井 豊博 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20359805) ; 伊藤 功朗 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40447975) ; 室 繁郎 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60344454) ; 松本 久子 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60359809) ; 平家 俊男 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90190173) ; 陳 和夫 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90197640)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 疾患特異iPS / 肺胞上皮細胞 / 特発性間質性肺炎 / 若年性肺気腫 / リンパ脈管筋腫症

研究実績の概要

①発生の段階を踏んだ肺前駆細胞、Ⅱ型肺胞上皮細胞の誘導。京都大学iPS細胞研究所の長船健二教授のご協力を得て、ヒトES/iPS細胞から肺胞上皮細胞を誘導した。ES/iPS細胞で57.0～77.5%の効率でNKX2-1陽性細胞を誘導した。平面培養を継続し低効率ではあるがSPC陽性細胞を誘導した。
② 肺前駆細胞に特異的に発現する表面抗原の発見と濃縮への応用。マイクロアレイを行ないCarboxypeptidase M (CPM)とNKX2-1が腹側前方前腸で発現が著明に上昇した。CPMは肺系統の表面抗原であると考えた。CPMを用いてFACSでNKX2-1陽性細胞を濃縮可能であった。CPMは肺前駆細胞に発現するマーカーであり、これを濃縮するために有用であることが示された。
③ヒトノックインSPCレポーターiPS細胞株の樹立。誘導したII型肺胞上皮細胞からのSPC発現を証明するために、SPCのノックインレポーター細胞をヒトiPS細胞で樹立した。京都大学医学研究科腫瘍生物学講座の小川誠司教授のご協力でSNP arrayを用いて樹立した細胞を解析し、遺伝子挿入を確認した。
④3次元培養によるII型肺胞上皮細胞および気道線毛上皮細胞の誘導。３次元でヒト胎児肺線維芽細胞と肺前駆細胞の共培養を行なったところ球状体が形成され、その一部にSPCの発現が確認できた。線維芽細胞を除くと約30%の誘導効率となった。作成したSPCレポーター細胞を用いると、誘導したII型肺胞上皮細胞を単離可能であった。また、NKX2-1陽性細胞から気道線毛上皮細胞（FOXJ1陽性細胞）を３次元培養法で誘導する方法を確立した。
⑤疾患特異的iPS細胞の樹立と、それを用いた肺胞上皮細胞の誘導。肺気腫病変などの呼吸器疾患を呈する遺伝性疾患であるHermansky-Pudlak 症候群、嚢胞性線維症、α1-アンチトリプシン欠損症、Burt-Hogg-Dube症候群の患者細胞から疾患特異的iPS細胞を作成した。また、これらのiPS細胞の一部から肺胞上皮細胞の誘導を行った。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A toll-like receptor 3 single nucleotide polymorphism in Japanese patients with sarcoidosis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikezoe K, Handa T, Tanizawa K, Kubo T, Ito I, Sokai A, Nakatsuka Y, Nagai S, Izumi T, Mishima M
  • 雑誌名: Tissue Antigens 巻: 85 ページ: 204-208
  • DOI: 10.1111/tan.12535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emphysema and airway disease affect within-breath changes in respiratory resistance in COPD patients. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa K, Sato S, Tanimura K, Fuseya Y, Uemasu K, Sato A, Hirai T, Mishima M, Muro S
  • 雑誌名: Respirology 巻: - ページ: Ｅｐｕｂ
  • DOI: 10.1111/resp.12535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutrophil gelatinase-associated lipocalin in idiopathic pulmonary fibrosis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikezoe K, Handa T, Mori K, Watanabe K, Tanizawa K, Aihara K, Tsuruyama T, Miyagawa-Hayashino A, Sokai A, Kubo T, Muro S, Nagai S, Hirai T, Chin K, Mishima M
  • 雑誌名: Eur Respir J 巻: 43 ページ: 1807-1809
  • DOI: 10.1183/09031936.00192613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrating longitudinal information on pulmonary function and inflammation using asthma phenotypes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki T, Matsumoto H, Kanemitsu Y, Izuhara K, Tohda Y, Kita H, Horiguchi T, Kuwabara K, Tomii K, Otsuka K, Fujimura M, Ohkura N, Tomita K, Yokoyama A, Ohnishi H, Nakano Y, Oguma T, Hozawa S, Ito I, Oguma T, Inoue H, Tajiri T, Iwata T, Izuhara Y, Ono J, Ohta S, Yokoyama T, Niimi A, Mishima M
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol 巻: 133 ページ: 1474-1477
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2013.12.1084
  • 査読あり
• [雑誌論文] p38 mitogen-activated protein kinase determines the susceptibility to cigarette smoke-induced emphysema in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Marumo S, Hoshino Y, Kiyokawa H, Tanabe N, Sato A, Ogawa E, Muro S, Hirai T, Mishima M
  • 雑誌名: BMC Pulm Med 巻: 14 ページ: 79-
  • DOI: 10.1186/1471-2466-14-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteopontin and periostin are associated with a 20-year decline of pulmonary function in patients with asthma. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanemitsu Y, Ito I, Niimi A, Izuhara K, Ohta S, Ono J, Iwata T, Matsumoto H, Mishima M
  • 雑誌名: Am J Respir Crit Care Med 巻: 190 ページ: 472-474
  • DOI: 10.1164/rccm.201403-0562LE
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of alveolar epithelial spheroids via isolated progenitor cells from human pluripotent stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Gotoh S, Ito I, Nagasaki T, Yamamoto Y, Konishi S, Korogi Y, Matsumoto H, Muro S, Hirai T, Funato M, Mae S, Toyoda T, Sato-Otsubo A, Ogawa S, Osafune K, Mishima M
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 3 ページ: 394-403
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.07.005
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝性呼吸器疾患の疾患特異的iPS細胞樹立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 後藤慎平、伊藤功朗、三嶋理晃 他
  • 学会等名: 第５５回日本呼吸器学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-04-17 – 2015-04-19
• [学会発表] 会長講演：COPD（慢性閉塞性肺疾患）の研究をふり返って～デジタル画像解析からiPS細胞研究まで～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 三嶋理晃
  • 学会等名: 第112回日本内科学会講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-04-10 – 2015-04-12
  • 招待講演
• [学会発表] Clinical application of iPS cell in the respiratory field including COPD and asthma. (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiaki Mishima
  • 学会等名: Asian Pacific Society of Respirology
  • 発表場所: Bali, Indonesia
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] Generation of alveolar epithelial cells from human pluripotent stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimpei Gotoh, Isao Ito, Tadao Nagasaki, Yuki Yamamoto, Satoshi Konishi, Yohei Korogi, Hisako Matsumoto, Shigeo Muro, Toyohiro Hirai, Michinori Funato, Shin-Ichi Mae, Taro Toyoda, Aiko Sato-Otsubo, Seishi Ogawa, Kenji Osafune, Michiaki Mishima
  • 学会等名: ISSCR
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [産業財産権] 肺胞上皮前駆細胞の誘導方法 (2014)
  • 発明者名: 長船健二/後藤慎平/伊藤功朗/三嶋理晃
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許権・ＰＣＴ/ＪＰ2014/058142
  • 出願年月日: 2014-04-14
  • 外国