ヒトiPS細胞由来の視神経細胞とミュラー細胞を用いた実験系開発と応用創出

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K19606
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 東 範行 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 非常勤講師 (10159395)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2025-03-31
• キーワード: ヒトiPS細胞 / 網膜ミュラー細胞 / 網膜神経節細胞 / 軸索 / 成長因子 / 神経保護 / 創傷治癒

研究実績の概要

ヒトiPS細胞から網膜ミュラー細胞を培養条件を調整して自己分化させ作成することに成功した。
形態学および細胞マーカーの免疫組織学、およびマイクロアレイによる遺伝子発現パターンの検討から、この細胞は発生過程の初期にあたる未熟な状態であることが判明し、発生分化の研究に適切である。網膜発生において網膜神経節細胞等の他の細胞の発生分化を促進している働きがあると推測され、ヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞と共培養したところ、神経節細胞の軸索伸長を顕著に亢進することが明らかになった。細胞の接触効果よりは網膜神経節細胞の発生分化を湖心する成長因子を分泌している可能性が考えられた。
このヒトiPS細胞由来ミュラー細胞の培養上清をプロテオーム解析し、成長因子候補を絞り込んだ。各々の候補物質をin vitroでヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞単体と共培養して。発生分化を亢進させる効果を明らかにした。2023年にPCT特許申請を行った。
次いで、このiPS細胞由来ミュラー細胞の再生医療への可能性を検討した。マウスに移植したところ、網膜内に生着し、発生分化が進むことを組織化学的に確認した。
さらに人工的に網膜に裂孔を作成し、ここにiPS細胞由来ミュラー細胞を置くと、細胞は増殖して傷を塞ぐことが明らかになった。ドナーの網膜には創傷治癒だけで障害は起こらなかった。したがって、網膜剥離や外傷に対して自己細胞を用いた安全な創傷治癒に用いられる可能性が示された。

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

ヒトiPS細胞由来ミュラー細胞から新規の網膜細胞成長因子を同定し、特許申請に至った。新たな神経保護薬、神経再生薬の開発につながる。
ミュラー細胞が創傷治癒に用いられることを明らかにした。網膜の損傷に対して光凝固や手術のような侵襲が強い治療法に比べて、自己細胞による治癒を行える可能性が開けた。

今後の研究の推進方策

既にに見出した網膜細胞成長因子に対して、神経傷害に対する保護や再生への効果をin vitroおよびin vivo(マウス等の実験)で検討する。
ヒトiPS細胞由来ミュラー細胞の移植の可能性、創傷治癒の治療の可能性について、in vivo実験を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Systemic exposure to aflibercept after intravitreal injection in premature neonates with retinopathy of prematurity: results from the FIREFLEYE randomized phase 3 study. (2024)
  • 著者名/発表者名: Stahl A, Azuma N, Wu WC, Lepore D, Sukgen E, Nakanishi H, Mazela J, Leal S, Pieper A, Schlief S, Eissing T, Turner KC, Zhao A, Winkler J, Hochel J, Kofuncu E, Zimmermann T; FIREFLEYE Study Group
  • 雑誌名: Eye (Lond) 巻: 38 ページ: online ahead
  • DOI: 10.1038/s41433-023-02919-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling of Retina and Optic Nerve Ischemia-Reperfusion Injury through Hypoxia-Reoxygenation in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Retinal Ganglion Cells. (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Yokoi T, Tanaka T, Matsuzaka E, Saida Y, Nishina S, Takada S, Shimizu S, Azuma N
  • 雑誌名: Cells 巻: 13 ページ: 130
  • DOI: 10.3390/cells13020130
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Retinal hemorrhages and damages from tractional forces associated with infantile abusive head trauma evaluated by wide-field fundus photography. (2024)
  • 著者名/発表者名: Azuma N, Yoshida T, Yokoi T, Nishina S, Uematsu S, Miyasaka M
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 14 ページ: 5246
  • DOI: 10.1038/s41598-024-54664-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Integrator complex subunit 15 controls mRNA splicing and is critical for eye development. (2023)
  • 著者名/発表者名: Azuma N, Yokoi T, Tanaka T, Matsuzaka E, Saida Y, Nishina S, Terao M, Takada S, Fukami M, Okamura K, Maehara K, Yamasaki T, Hirayama J, Nishina H, Handa H, Yamaguchi Y.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 32 ページ: 2032-2045
  • DOI: 10.1093/hmg/ddad034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A pediatric case of congenital stromal corneal dystrophy caused by the novel variant c.953del of the DCN gene. (2023)
  • 著者名/発表者名: Morikawa H, Nishina S, Torii K, Hosono K, Yokoi T, Shigeyasu C, Yamada M, Kosuga M, Fukami M, Saitsu H, Azuma N, Hori Y, Hotta Y.
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: 10 ページ: 9
  • DOI: 10.1038/s41439-023-00239-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Structural Abnormalities Are Deeply Involved in the Cause of RPGRIP1-Related Retinal Dystrophy in Japanese Patients. (2023)
  • 著者名/発表者名: Torii K, Nishina S, Morikawa H, Mizobuchi K, Takayama M, Tachibana N, Kurata K, Hikoya A, Sato M, Nakano T, Fukami M, Azuma N, Hayashi T, Saitsu H, Hotta Y.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 24 ページ: 13678
  • DOI: 10.3390/ijms241813678.PMID: 37761981
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment and visual analysis of CBA/J-Pde6bY347Y/Y347X and C3H/HeJ-Pde6bY347Y/Y347X mice. (2023)
  • 著者名/発表者名: Shindo M, Terao M, Takada S, Ichinose M, Matsuzaka E, Yokoi T, Azuma N, Mizuno S, Tsumura H.
  • 雑誌名: Exp Anim 巻: 73 ページ: online ahead
  • DOI: 10.1538/expanim.23-0142
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Two-year outcomes from FIREFLEYE Next, a prospective follow-up study to evaluate long-term efficacy and safety of patients treated with intravitreal aflibercept or laser photocoagulation for ROP in the FIREFLEYE study (2023)
  • 著者名/発表者名: 東 範行
  • 学会等名: 第77回日本臨床眼科学会
• [学会発表] Abusive head traumaの眼底の診かた考え方 (2023)
  • 著者名/発表者名: 東 範行
  • 学会等名: Japan Macula Club
• [産業財産権] 網膜機能改善用組成物 (2024)
  • 発明者名: 東 範行 吹上千穂
  • 権利者名: 東 範行 吹上千穂
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2024/000100
  • 外国