| 研究課題/領域番号 |
25253079
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
谷口 英樹 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70292555)
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| 研究分担者 |
関根 圭輔 横浜市立大学, 医学部, 助教 (00323569)
武部 貴則 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20612625)
小池 直人 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員教授 (50301081)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | iPS細胞 / 分化誘導 / 膵前駆細胞 / 三次元培養 / 膵島 |
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| 研究実績の概要 |
1．ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出技術の確立
① ヒトiPS由来膵前駆細胞への高効率な分化誘導系の構築 …膵前駆細胞の大量創出に向けて、内胚葉細胞への分化誘導条件の至適化を行い、このような効率よく誘導された内胚葉細胞からのPDX1を発現する膵前駆細胞の分化誘導法を検討した。その結果、iPS細胞株より各種内胚葉細胞への高効率な分化誘導能を有する前駆細胞株を樹立することに成功し、このヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株から膵前駆細胞マーカーであるPDX1を発現する細胞への分化誘導が可能であることを確認した。
② ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出法の確立 …申請者らは、器官発生初期プロセスで生じる血管および間葉系細胞との相互作用の再現化により足場材料によらない立体ヒト組織誘導法を開発した（Nature 499:481-484,2013）。この三次元組織誘導技術を応用することにより、膵β細胞株を用いて再現性の高い三次元膵島様組織の誘導法を開発した。また、誘導された膵島様組織の成熟化過程において血管系の機能発現および分化に伴う細胞動態変化を可視化することに成功した。
２．ヒトiPS由来膵島作製のための細胞材料の至適化
膵臓分化蛍光レポーター遺伝子ノックインiPS細胞株の樹立 …臨床応用に向けては、高純度な膵前駆細胞集団を再現性良く高精度に得る方法論の確立が必須である。これを達成するためには、iPSに由来する膵臓細胞の分化レベルが可視化された評価系の構築が必須となる。そこで、各段階の分化レベルをより簡便かつ詳細に区別するために、分化マーカー遺伝子プロモーター下流に蛍光タンパク質遺伝子を導入し、蛍光knock-in iPS細胞を樹立することを試みた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
膵前駆細胞の大量創出に向けて、内胚葉細胞への分化誘導条件の至適化を行い、このような効率よく誘導された内胚葉細胞からのPDX1を発現する膵前駆細胞の分化誘導法を検討した。その結果、iPS細胞株より各種内胚葉細胞への高効率な分化誘導能を有する前駆細胞株を樹立することに成功し、このヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株から膵前駆細胞マーカーであるPDX1を発現する細胞への分化誘導が可能であることを確認した。また、独自に開発している三次元組織誘導技術を応用することにより、膵β細胞株を用いて再現性の高い三次元膵島様組織の誘導法を開発した。したがって、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
1．ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出技術の確立
① ヒトiPS由来膵前駆細胞への高効率な分化誘導系の構築 …今後、膵前駆細胞の大量創出に向けて、膵前駆細胞への分化誘導条件の至適化を行う。すなわち、ヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株からのPDX1を発現する膵前駆細胞およびインスリンを発現する膵β細胞の分化誘導を行い、大量創出を実現可能な培養条件の検討を行う予定である。
② ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出法の確立 …今後、独自に開発している三次元組織誘導技術を応用することにより、既存の膵β細胞株を用いて人為的に誘導した膵島様組織の成熟化過程における血管系の機能発現および分化に伴う細胞動態変化を詳細に検討する予定である。また、上記のヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株由来の膵前駆細胞を用いて、再現性の高い三次元膵島様組織の誘導法を開発する予定である。
２．ヒトiPS由来膵島作製のための細胞材料の至適化
膵臓分化蛍光レポーター遺伝子ノックインiPS細胞株の樹立 …iPSに由来する膵臓細胞の分化レベルが可視化された評価系の構築を目的として、各段階の分化レベルをより簡便かつ詳細に区別するために、分化マーカー遺伝子プロモーター下流に蛍光タンパク質遺伝子を導入し、蛍光knock-in iPS細胞を樹立することを更に試みる予定である。
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