多元的細胞変性に対応するiPS由来細胞の難聴細胞治療への応用

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25670721
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 池田 勝久 順天堂大学, 医学部, 教授 (70159614)
• 研究分担者: 神谷 和作 順天堂大学, 医学部, 講師 (10374159) ; 飯塚 崇 順天堂大学, 医学部, 助教 (40372932)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 再生医療 / 遺伝性難聴 / iPS細胞 / 内耳前駆細胞 / 幹細胞ホーミング / 多能性幹細胞 / 内耳有毛細胞 / 蝸牛線維細胞

研究概要

遺伝性難聴の原因遺伝子は多種多様で、治療への標的細胞も有毛細胞、支持細胞、線維細胞など極めて多岐に渡っている。これまで外的因子による内耳性難聴の欠損細胞の治療戦略は有毛細胞の分化・増殖が中心であったが、遺伝性難聴の第一次的な原因細胞は有毛細胞以外にも線維細胞や支持細胞の場合があり、多種多様な欠損細胞を分化誘導する新たな治療戦略が求められていた。そこで、多様な細胞へ分化し得るiPS細胞　(induced Pluriopotent Stem Cell)を移植することによって、多彩な病態を示す遺伝性難聴の網羅的な根本治療を開発することを目的とした。2010年、iPS細胞からin vitroで内耳有毛細胞を作製する画期的技術が発表され、内耳細胞を体外で人工的に増殖・分化させることが可能となった（Oshima et al. Cell 　2010）。我々はこれまで同技術を応用し全ての内耳細胞への分化能を持つ内耳前駆細胞を作製し内耳移植に最適な細胞を選抜してきた。iPS細胞から耳胞細胞や有毛細胞への分化誘導法は上記論文の方法に独自の改良を加えることにより内耳発達過程の様々な分化度のiPS由来内耳前駆細胞を増殖させることが可能となった。この一部では、有毛細胞マーカーMyosin7aを発現し有毛細胞様のアクチン重合構造を頂部に持つ細胞が確認された。同細胞を効率良く蝸牛に導入するため、幹細胞が標的部位に誘導される幹細胞ホーミング機構と呼ばれる分子機構を解析した。その結果、上記のiPS由来内耳前駆細胞の培養液へホーミング因子であるSDF1とMCP1を添加することにより、それらの受容体であるCXCR4およびCCR2のmRNA発現を上昇させることが明らかとなった。

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

iPS細胞からの内耳分化誘導により内耳前駆細胞が得られることが明らかとなり、この細胞を内耳細胞治療に応用するために蝸牛誘導効率を高める方法を開発できたため。

今後の研究の推進方策

大部分の研究費に関しては計画通りに支出したが、iPS細胞の高額消耗品の必要性などにより予想困難な変動が生じるため、今後はこれらを事前に予測し、正確な支出計画を立てる予定である。

次年度の研究費の使用計画

大部分の研究費に関しては計画通りに支出したが、iPS細胞の高額消耗品の必要性などにより予想困難な変動が生じたため
iPS細胞の高額消耗品の必要性などにより予想困難な変動が生じるため、適時年度計画を見直しつつ3か月ごとの支出計画の確認を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Assembly of the cochlear gap junction macromolecular complex requires Connexin26 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazusaku Kamiya, Sabrina W. Yum, Nagomi Kurebayashi, Miho Muraki, Kana Ogawa, Keiko Karasawa, Asuka Miwa, Xueshui Guo, Satoru Gotoh, Yoshinobu Sugitani, Hitomi Yamanaka, Shioko Ito-Kawashima, Takashi Iizuka, Takashi Sakurai, Tetsuo Noda, Osamu Minowa, Katsuhisa Ikeda
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 124 ページ: 1598-1607
  • DOI: 10.1172/JCI67621.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dominant negative connexin26 mutation R75W causing severe hearing loss influences normal programmed cell death in postnatal organ of Corti (2014)
  • 著者名/発表者名: Ayako Inoshita, Keiko Karasawa, Megumi Funakubo, Asuka Miwa, Katsuhisa Ikeda, Kazusaku Kamiya
  • 雑誌名: BMC genetics 巻: 15(1) ページ: 1-8
  • DOI: doi: 10.1186/1471-2156-15-1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nomura N, Kamiya K, Ikeda K, Yui N, Chiga M, Sohara E, Rai T, Sakaki S, Uchida S Treatment with 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin ameliorated symptoms of Bartter syndrome type IV caused by mutated Bsnd in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura N, Kamiya K, Ikeda K, Yui N, Chiga M, Sohara E, Rai T, Sakaki S, Uchida S
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 441(3) ページ: 544-9
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2013.10.129.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遺伝性難聴への内耳細胞治療法開発 Cell therapy for hereditary hearing loss with stem cell homing factors. (2013)
  • 著者名/発表者名: 神谷和作
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 141(4) ページ: 191-4
  • 査読あり