山中因子以外の新規転写因子を用いた、より安全性の高いヒト人工膵幹細胞の樹立

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23H02973
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 野口 洋文 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50378733)
• 研究分担者: 齊藤 一誠 朝日大学, 歯学部, 教授 (90404540)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• キーワード: ヒトiTP細胞 / 転写因子 / 奇形腫

研究実績の概要

iPS細胞の樹立は、ES細胞の倫理的問題点の多くを解決することとなったが、iPS細胞の臨床応用化に関しては、細胞の奇形腫形成や分化誘導効率の低さなどが、その障害となっている。最近われわれは、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Mycなどの「山中因子」を細胞内に一過性に発現させ、組織特異的マーカーで「epigenetic memory」を多く残す細胞を選択することにより、人工組織特異的幹/前駆細胞（induced tissue-specific stem/progenitor (iTS/iTP) cells）の樹立に成功した。iPS細胞と比較してiTS/iTP細胞の優れている点は、①樹立効率が高い、②分化誘導効率が高い、③奇形腫形成がない、などが挙げられ、臨床応用において利点が多い。一方で、iTS/iTP細胞の樹立にはiPS細胞作製技術を用いているため、作製時にiPS細胞の混入の可能性があり、そのため未分化iPS細胞由来の奇形腫形成のリスクが完全には取り除かれていない。今回の研究目的は、組織特異的幹細胞に発現している新規遺伝子を用いて、iPS細胞の混入の可能性のないヒト人工膵幹細胞（induced tissue-specific stem cells from pancreas: iTS-P細胞）を作製することである。
われわれの研究室では、新規3因子（Factor a+b+c：特許出願予定のため因子は非公表）の発現するプラスミドを用いて、マウス膵組織からiTS-P細胞の樹立に成功した。2023年度は、ヒト膵組織を用いて新規3因子でiTS-P細胞を樹立することが可能であるかどうかの検討を行った。新規3因子をヒト膵組織に導入したところ、iTS-P細胞と思われる形態を示す細胞群を得ることができた。この細胞群は免疫不全マウスに移植しても奇形腫形成が認められなかった。

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

2023年度に計画した研究を実施し、予想された結果が得られた。

今後の研究の推進方策

2024年度は、2023年度に樹立したヒトiTS-P細胞のインスリン分泌細胞への分化誘導を計画している。ES/iPS細胞からインスリン分泌細胞への分化誘導は、Nat Biotech 2006, 24, 1392-1401やCell 2014, 159, 428-439に報告されている方法が、多くの施設で使用されている。生体では受精卵から、1. Definitive endoderm、2. Primitive gut tube、3. Posterior foregut、4. Pancreatic endodermを経て、5.インスリン分泌細胞へと分化していくが、これらのプロトコールはこの過程をin vitroで模倣した形になっており理にかなった方法である。iTS-P細胞は理論上、4. Pancreatic endodermの位置にある細胞であるため、1-4への分化誘導は必要ないと考えられる。上記の4-5の分化誘導法を試しつつ、研究代表者らが開発した分化誘導法（Diabetes [IF 9.337]、Stem Cells Transl Med [IF 7.655]などに報告）とも比較し、最適な分化誘導法を確立する。

研究成果

• [雑誌論文] Cytoprotective Effect of Pteryxin on Insulinoma MIN6 Cells Due to Antioxidant Enzymes Expression via Nrf2/ARE Activation (2023)
  • 著者名/発表者名: Taira Junsei、Tsuda Ryuji、Miyagi-Shiohira Chika、Noguchi Hirofumi、Ogi Takayuki
  • 雑誌名: Antioxidants 巻: 12 ページ: 693～693
  • DOI: 10.3390/antiox12030693
  • 査読あり / オープンアクセス