iPS細胞由来造血幹細胞を用いた動物細胞非依存的な小児血液腫瘍疾患の治療法の開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26293243
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 海老原 康博 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (40302608)
• 研究分担者: 大津 真 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (30361330) ; 望月 慎史 東京大学, 医科学研究所, 特任助教 (90349473)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 小児血液学

研究実績の概要

iPS細胞の臨床応用において動物細胞非依存的な培養系の構築はとても重要である。具体的にはフィーダー細胞として使用しているMEFの代わりにiPS細胞由来の間葉系幹細胞を用いて培養することを検討した。platelet lysate(PL)は間葉系幹細胞培養においてFBS(fetal bovine serum)の代わりに用いられるため、健常人由来のiPS細胞を５％PLを含む培養液にて培養することで、６－８週間で充分に増殖した付着細胞を回収できた。この付着細胞を解析すると、表面抗原は骨髄やES細胞由来の間葉系幹細胞と同様であった。また、この付着細胞を間葉系細胞に分化させると、脂肪細胞、骨芽細胞や軟骨細胞に分化することが確認された。このため、この付着細胞はMSCであることが確認された。また、brachuryやMSX1の発現を認めたことから、中胚葉由来であることが確認された。
次に、このiPS細胞由来のMSCとiPS細胞を共培養させると、iPS細胞は４週にわたり未分化性を維持することができた。このため、iPS細胞由来の間葉系幹細胞はMEFの代わりに使用できる可能性があると考えられた。その後、iPS細胞由来のMSCとiPS細胞との共培養において、無血清血液細胞誘導培地を用いて血液細胞への分化誘導を試みたところ、共培養１０－１４日目にcobblestone領域の出現を認めた。この細胞を回収すると、CD34陽性細胞が約10％認められ、血液細胞コロニーアッセイを施行すると様々な血液細胞コロニーが出現し、種々の血液細胞への分化誘導が確認された。この方法により、ヒトiPS細胞から動物細胞、動物血清非依存的に分化誘導された多能性造血幹細胞の産生が認められた。

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

本研究の基盤となるiPS細胞由来MSCの作製とそのiPS細胞由来MSCとiPS細胞の共培養により、動物細胞、動物血清非依存的に分化誘導された多能性造血幹細胞の産生が確認されている。今後、iPS細胞ドナー自身の血清やPLを用いてこの実験系により多能性造血幹細胞の産生を確認する。

今後の研究の推進方策

iPS細胞をドナー自身のPLまたは血清存在下で間葉系幹細胞へ分化誘導し、分化誘導された間葉系幹細胞とドナー由来iPS細胞を共培養により多能性造血幹細胞を分化誘導する。分化誘導された多能性造血幹細胞をin vitroで培養し、産生された成熟血液細胞の機能解析を行う。また患者由来iPS細胞の樹立と患者由来iPS細胞からの多能性造血幹細胞への分化誘導を進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Allogeneic stem cell transplantation for patients with acute myeloid leukemia developing from severe congenital neutropenia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ebihara Y, Ishikawa K, Mochizuki S, Tanaka R, Manabe A, Iseki T, Maekawa T, Tsuji K
  • 雑誌名: Br J Haematol. 巻: 164 ページ: 451-464
  • DOI: 10.1111/bjh.12638
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of sex incompatibility on the outcome of single-unit cord blood transplantation for adult patients with hematological malignancies. (2014)
  • 著者名/発表者名: Konuma T, Kato S, Ooi J, Oiwa-Monna M, Ebihara Y, Mochizuki S, Yuji K, Ohno N, Kawamata T, Jo N, Yokoyama K, Uchimaru K, Tojo A, Takahashi S.
  • 雑誌名: Bone Marrow Transplant. 巻: 49 ページ: 634-9
  • DOI: 10.1038/bmt.2014.10.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of ABO blood group incompatibility on the outcome of single-unit cord blood transplantation following myeloablative conditioning. (2014)
  • 著者名/発表者名: Konuma T, Kato S, Ooi J, Oiwa-Monna M, Ebihara Y, Mochizuki S, Yuji K, Ohno N, Kawamata T, Jo N, Yokoyama K, Uchimaru K, Tojo A, Takahashi S.
  • 雑誌名: Biol Blood Marrow Transplant 巻: 20 ページ: 577-81
  • DOI: 10.1016/j.bbmt.2013.12.563.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acquired deficiency of A20 results in rapid apoptosis, systemic inflammation, and abnormal hematopoietic stem cell function. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagamachi A, Nakata Y, Ueda T, Yamasaki N, Ebihara Y, Tsuji K, Honda Z, Takubo K, Suda T, Oda H, Inaba T, Honda H.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 ページ: e87425
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0087425.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impaired hematopoietic differentiation of RUNX1-mutated induced pluripotent stem cells derived from FPD/AML patients. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakurai M, Kunimoto H, Aatanabe N. Fukuchi Y, Yuasa S, Yamazaki S, Nishimura T, Sadahira K, Fukuda K,Okano H, Nakauchi H, Morita Y, Matsumura I, Kudo K, Ito E, Ebihara Y, Tsuji K, Harada Y, Harada H, Okamoto S, Nakajima H.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 28 ページ: 2344-54
  • DOI: 10.1038/leu.2014.136.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vitro expansion of CD34+CD38- cells under stimulation with hematopoietic growth factors on AGM-S3 cells in juvenile myelomonocytic leukemia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakashita K, Kato I, Daifu T, Sada S, Hiramatsu H, Nishinaka Y, Ebihara Y, Ma F, Matsuda K, Saito S, Hirabayashi K, Kurata T, Uyen LT, Nakazawa Y, Tsuji K, Heike T, Nakahata T, Koike K
  • 雑誌名: Leukemia. 巻: 29 ページ: 606-14
  • DOI: 10.1038/leu.2014.239.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] RCCに対して同種臍帯血移植を施行した2例 (2014)
  • 著者名/発表者名: 海老原 康博, 望月 慎史, 大津 真, 辻 浩一郎
  • 学会等名: 日本小児血液・がん学会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市）
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-30
• [図書] 遺伝子医学MOOK(1349-2527)27号 (2015)
  • 著者名/発表者名: 海老原康博
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: メディカル ドゥ