分化能と造腫瘍性から迫るヒトｉＰＳ細胞の品質決定機構の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23689017
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 岡田 洋平 慶應義塾大学, 医学部, 訪問准教授 (30383714)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: ヒトiPS細胞 / 品質評価 / 神経分化 / 造腫瘍性

研究概要

前年度までに、レトロウイルスまたはエピゾーマルベクターで作成した複数のヒトiPS細胞、およびヒトES細胞(KhES1)から誘導した神経幹細胞をNOD/SCIDマウスの脳および精巣へ移植し、一部のiPS細胞株から誘導した神経幹細胞がグリオーマ様腫瘍を形成することを見いだした。さらに、グリオーマ様腫瘍を形成したiPS細胞は、一見よくリプログラミングされているようにみえても、実際には不完全にリプログラミングされており、特にゲノム安定性に関わる遺伝子群の発現量に差がみられることを明らかにした。また、中でもDNA修復に関連する17遺伝子の発現プロファイルにより、不完全なリプログラミングを検出できることを見いだした。
そこで、未分化iPS細胞、および分化誘導後の神経幹細胞において、array comparative genomic hybridization (aCGH)を用いたゲノム安定性評価を行ったところ、グリオーマ様腫瘍を形成したヒトiPS細胞株は、未分化状態ではゲノム安定性が維持されているにもかかわらず、分化誘導後に初めてゲノム不安定化がみられた。また、ゲノムコピー数異常が見られた45遺伝子のうち、15遺伝子が、Oncogeneとの関与が既に報告されているものであった。一方、iPS細胞由来神経幹細胞における遺伝子発現解析では発癌との関与が示唆されている既知遺伝子の明らかな発現変化は見られなかった。これらの結果から、不完全にリプログラミングされたヒトiPS細胞は、分化誘導に伴うゲノム不安定化を介して、グリオーマ様腫瘍の形成に寄与していると考えられた。
今後、さらに多くのiPS細胞株を用いて、不完全なリプログラミングによってもたらされる分化誘導に伴うゲノム不安定化と造腫瘍性との関連について、また未分化状態における17遺伝子の発現解析による不完全なリプログラミングの検出について検討していく予定である。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] Increased L1 Retrotransposition in the Neuronal Genome in Schizophrenia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bundo M, Toyoshima M, Okada Y, Akamatsu W, Ueda J, Nemoto-Miyauchi T, Sunaga F, Toritsuka M, Ikawa D, Kakita A, Kato M, Kasai K, Kishimoto T, Nawa H, Okano H, Yoshikawa T, Kato T, Iwamoto K.
  • 雑誌名: Neuron. 巻: 81 ページ: 306-313
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.10.053.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Endoplasmic Reticulum Stress in Dysmyelination of Pelizaeus-Merzbacher Disease with PLP1 Missense Mutations Shown by Induced-Pluripotent-Stem Cell-Derived Oligodendrocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Numasawa-Kuroiwa Y, Okada Y, Shibata S, Kishi N, Akamatsu W, Shoji M, Nakanishi A, Oyama M, Osaka H, Inoue K, Takahashi K, Yamanaka S, Kosaki K, Takahashi T, Okano H
  • 雑誌名: Stem Cell Report 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steps toward safe cell therapy using induced pluripotent stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Okano H, Nakamura M, Yoshida K, Okada Y, Tsuji O, Nori S, Ikeda E, Yamanaka S, Miura K
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 112(3) ページ: 523-33
  • DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.111.256149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced aggregation of androgen receptor in induced pluripotent stem cell-derived neurons from spinal and bulbar muscular atrophy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nihei Y, Ito D, Okada Y, Akamatsu W, Yagi T, Yoshizaki T, Okano H, Suzuki N.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288 ページ: 8043-8052
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.408211
  • 査読あり
• [雑誌論文] A human Dravet syndrome model from patient induced pluripotent stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Higurashi N, Uchida T, Christoph L, Misumi Y, Okada Y, Akamatsu W, Imaizumi Y, Zhang B, Nabeshima K, Mori MX, Katsurabayashi S, Shirasaka Y, Okano H, Hirose S.
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 6 ページ: 19
  • DOI: 10.1186/1756-6606-6-19
  • 査読あり
• [学会発表] Incompletely reprogrammed human iPSCs form glioma-like tumors through genomic instability during neural differentiation
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Miya, F, Koike M, Tomisato S, Tokura T, Ishihara Y, Shimojo D, Hattori C, Kanematsu D, Kanemura Y, Kohda K, Sobue G, Yamanaka S, Yuzaki M, Uchiyama Y, Ikeda E, Tsunoda T, Okano H
  • 学会等名: The 11th Stem Cell Research Symposium
  • 発表場所: Tokyo
  • 招待講演
• [学会発表] 不完全にリプログラミングされたヒトiPS細胞は分化誘導に伴うゲノム不安定化を通してグリオーマ様腫瘍を形成する
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平、宮冬樹、小池正人、冨里周太、戸倉智子、石原康晴、下門大祐、服部千夏、兼松大介、金村米博、幸田和久、祖父江元、山中伸弥、柚崎通介、内山安男、池田栄二、角田達彦、岡野栄之
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 多能性幹細胞(ES細胞/iPS細胞)の神経分化誘導とその応用
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 第35回神経組織培養研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] 培養皿の上で神経を作る―多能性幹細胞（ES細胞・iPS細胞）を用いた神経発生、神経再生、病態解析研究
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 愛知医科大学先端医学研究センター 第13回研究セミナー
  • 発表場所: 愛知
  • 招待講演
• [学会発表] 多能性幹細胞を用いた神経疾患研究
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: ハンドフロンティア 第89回 前向き研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞を用いた神経疾患研究
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 愛知医科大学加齢医科学研究所30周年記念講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 招待講演
• [図書] 実験医学別冊「ES・iPS細胞実験スタンダード」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平、岡野栄之
  • 総ページ数: 355
  • 出版者: 羊土社