多能性幹細胞からの骨格筋幹・前駆細胞誘導法の確立と移植による有効性・安全性の検証

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24590497
• 研究機関: 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター
• 研究代表者: 鈴木 友子 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 室長 (00342931)
• 研究分担者: 武田 伸一 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所, 所長 (90171644)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 筋ジストロフィー / 骨格筋 / 移植 / 人工多能性幹細胞 / 幹細胞 / 再生医療

研究実績の概要

本年度は最終年度であり、マウスへの異種移植系を用いてヒトiPS細胞から誘導した骨格筋系譜幹・前駆細胞の筋再生能を検討した。（1）移植系の確立：重度免疫不全マウスNSGマウスとジストロフィン欠損mdx4Cvマウスの交配により、NSG-mdx4Cvを作出した。成体のNSG-mdx4Cvマウスではジストロフィン陽性のリバータントファイバーが0.8％程度存在していた。移植によるジストロフィン陽性線維の評価に注意が必要であると考えられた。
（２）京都大学iPS細胞研究所で樹立されたヒトiPS細胞（201B7, 253G1, 253G4）からEZ-Sphere法を用いて骨格筋系譜へ誘導した細胞を、NSG-mdx4Cvの前脛骨筋へ移植した。ジストロフィン抗体による免疫染色を行ったところ、コントロール筋に比較して有意なジストロフィン陽性筋線維の増加が認められた。ヒト・ラミンA/C抗体とヒト・スペクトリン抗体の二重染色でもヒトiPS細胞由来の筋線維の形成が確認された。移植した筋にはヒト細胞由来の未分化な細胞集団も集簇して生着していた。
（３）今後の課題：今回の移植実験では治療の目安である10％のジストロフィン陽性率は達成できなかった。筋変性・壊死を抑制し、筋収縮力を維持・改善するには　(i)移植する細胞数を増やす、ii）幹細胞の性質を持つ細胞を濃縮して移植する、あるいは（iii）移植法を改善することが必要と思われた。腫瘍形成のリスクが無い安全な細胞移植のためには、特異抗体とFACSを用いて未分化細胞を除去する必要があると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Possibility of small-molecule-based pharmacotherapy for sarcopenia (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Miyagoe-Suzuki Y
  • 雑誌名: The Journal pf Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 4 ページ: 73-82
  • DOI: 10.7600/jpfsm.4.73
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Doublecortin marks a new population of transiently amplifying muscle progenitor cells and is required for myofiber maturation during skeletal muscle regeneration (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogawa R, Ma Y, Yamaguchi M, Ito T, Watanabe Y, Ohtani T, Murakami S, Uchida S, De Gaspari P, Uezumi A, Nakamura M, Miyagoe-Suzuki Y, Tsujikawa K, Hashimoto N, Braun T, Tanaka T, Takeda S, Yamamoto H, Fukada S
  • 雑誌名: Development 巻: 142 ページ: 51-61
  • DOI: 10.1242/dev.112557
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Low intensity training of mdx mice reduces carbonylation and increases expression levels of proteins involved in energy metabolism and muscle contraction (2015)
  • 著者名/発表者名: Hyzewicz J, Tanihata J, Kuraoka M, Ito N, Miyagoe-Suzuki Y, Takeda S
  • 雑誌名: Free Radical Biology and Medicine 巻: 82 ページ: 122-136
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.01.023.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] G-CSF supports long-term muscle regeneration in mouse models of muscular dystrophy (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashiji N, Yuasa S, Miyagoe-Suzuki Y, Hara M, Ito N, Hashimoto H, Kusumoto D, Seki T, Tohyama S, Kodaira M, Kunitomi A, Kashimura S, Takei M, Saito Y, Okata S, Egashira T, Endo J, Sasaoka T, Takeda S, Fukuda K
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 6745
  • DOI: 10.1038/ncomms7745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 難治性筋疾患に対する細胞移植治療法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 友子
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ、神奈川県
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] Sphere法を用いたヒトiPS細胞からの骨格筋系譜幹細胞の誘導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木良次、成田麻子、鈴木正寿、鈴木友子、武田伸一
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ、神奈川県
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] Derivation of transplantable myogenic cells from human induced pluripotent stem cells (iPS) cells using a sphere-based culture method. (2015)
  • 著者名/発表者名: Narita A, Suzuki R, Suzuki M, Miyagoe-Suzuki Y, Takeda S
  • 学会等名: The 18th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience
  • 発表場所: 武田薬品研修所、吹田市、大阪府
  • 年月日: 2015-01-15 – 2015-01-17
• [学会発表] Sphere法を用いたヒトiPS細胞からの骨格筋幹・前駆細胞の分化誘導． (2014)
  • 著者名/発表者名: 成田麻子，鈴木良次，鈴木正寿，鈴木友子，武田伸一
  • 学会等名: 第9回筋ジストロフィー治療研究合同発表会
  • 発表場所: 吉池旅館、箱根、神奈川県
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] Induction of skeletal muscle from induced pluripotent stem (iPS) cells by sphere-based culture (2014)
  • 著者名/発表者名: Narita A, Suzuki R, Miyagoe-Suzuki Y, Takeda S
  • 学会等名: FASEB research conference-Skeletal Muscle Satellite and Stem Cells
  • 発表場所: Ｓｔｅａｍｂｏａｔ Ｇｒａｎｄ, Ｓｔｅａｍｂｏａｔ Ｓｐｒｉｎｇｓ， Colorado, USA
  • 年月日: 2014-07-25
• [図書] Translational research in muscular dystrophy (2015)
  • 著者名/発表者名: Stem cell-based cell therapy for Duchenne muscular dystrophy
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: Ｓｐｒｉｎｇｅｒ