マウス疾患特異的iPS細胞を用いた遺伝性中枢性尿崩症in vitro実験系の確立

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26461379
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 須賀 英隆 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (20569818)
• 研究分担者: 長崎 弘 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (30420384) ; 大磯 ユタカ 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40203707) [辞退] ; 有馬 寛 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50422770) ; 萩原 大輔 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (70710086)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 疾患特異的iPS細胞 / 家族性中枢性尿崩症 / 小胞体ストレス / オートファジー

研究実績の概要

家族性中枢性尿崩症（FNDI）は、常染色体優性遺伝でバゾプレシン（AVP）ニューロンの変性によりAVPの分泌が継時的に低下する疾患である。大部分がニューロフィジンⅡ（NPII）の変異により小胞体内に変異タンパクが蓄積されることがモデルマウスによる実験で報告されている。しかし、AVPニューロンは生体内に少量しか存在しないため、よいin vitroのモデルが存在しなかった。
FNDIマウスiPS細胞からAVPニューロンを分化誘導した。FNDIマウスiPS細胞に対して、既存の無血清凝集浮遊培養法（SFEBq/gfCDM法）を改良することでAVPニューロンへの分化を行った。昨年度までは分化効率の低さが問題であったが、分化培養中にシグナルXを加えることで、有意に分化効率が上昇することが判明した。また、成熟度の問題なのか、従来法では本来同一ニューロン内に同居すべきAVPとNPIIとが共染色しない問題点が存在したが、改良後は共染色するようになり、生体と同じ性質を示すようになった。
こうして成熟を達成した疾患特異的iPS細胞由来AVPニューロンの、細胞質内に存在する変異タンパクを経時的に観察するため、分化後長期にニューロンを維持する方法を確立した。一部は分散培養法を併用することで長期間の維持培養を行い、細胞内の観察を行った。その結果、FNDIの特徴的な所見である小胞体内凝集体（ERAC）様構造物をin vitroで再現した。現在、電子顕微鏡にて詳細を確認中である。
このERAC様構造物が、培養時間の経過と共に変化し、生体での変化と似た経過を辿ることを確認した。現在、in vitroでの浸透圧刺激や小胞体ストレス亢進剤を用いて、影響を検討中である。このようにして疾患モデルとしての妥当性を確認できれば、薬剤スクリーニングのツールとしての疾患細胞が出来上がったと言える。

研究成果

• [雑誌論文] Making pituitary hormone-producing cells in a dish. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Suga
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 63（8） ページ: 669-680
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ16-0232
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 下垂体再生医療の現状と将来像 (2017)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台市青葉区）
  • 年月日: 2017-03-07 – 2017-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] 立体培養による視床下部・下垂体の誘導と成熟 (2017)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆
  • 学会等名: 第27回日本間脳下垂体腫瘍学会
  • 発表場所: 日経ホール（東京都千代田区）
  • 年月日: 2017-02-24 – 2017-02-25
  • 招待講演
• [学会発表] ヒト多能性幹細胞から下垂体前葉と視床下部の同時誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 笠井貴敏、須賀英隆、榊原真弓、大曽根親文、水野正明、有馬寛
  • 学会等名: 第43回日本神経内分泌学会学術集会
  • 発表場所: アクトシティ浜松コングレスセンター（浜松市中区）
  • 年月日: 2016-10-14 – 2016-10-15
• [学会発表] マウスES細胞から視床下部神経への誘導法ではグリア細胞も出現する (2016)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆、光本一樹、山田登美子、加納麻弓子、水野正明、有馬寛
  • 学会等名: 第43回日本神経内分泌学会学術集会
  • 発表場所: アクトシティ浜松コングレスセンター（浜松市中区）
  • 年月日: 2016-10-14 – 2016-10-15
• [学会発表] Recapitulating pituitary development using ES/iPS cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Suga
  • 学会等名: International Symposium on Pituitary Gland and Related Systems 2016
  • 発表場所: Honolulu（Hawai)
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Differentiation of pluripotent stem cells into hypothalamic and pituitary cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Suga
  • 学会等名: International Congress of Endocrinology & 15th Annual Meeting of Chinese Society of Endocrinology
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2016-08-31 – 2016-09-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多能性幹細胞を用いた視床下部・下垂体の分化誘導法開発研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆
  • 学会等名: 第89回日本内分泌学会学術集会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
  • 年月日: 2016-04-21 – 2016-04-23
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトiPS細胞から下垂体前葉組織への分化誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 笠井貴敏、須賀英隆、大曽根親文、水野正明、有馬寛
  • 学会等名: 第89回日本内分泌学会学術集会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
  • 年月日: 2016-04-21 – 2016-04-23
• [学会発表] 家族性中枢性尿崩症における疾患特異的iPS細胞を用いた病態解明へ (2016)
  • 著者名/発表者名: 光本一樹、須賀英隆、山田登美子、有馬寛
  • 学会等名: 第89回日本内分泌学会学術集会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
  • 年月日: 2016-04-21 – 2016-04-23
• [図書] Organ Regeneration (2017)
  • 著者名/発表者名: Chikafumi Ozone, Hidetaka Suga, Kadoshima Taisuke, Kuwahara Atsushi , Muguruma Keiko, Ishihara Keisuke, Nie Jing, Antonica Francesco, Oshima Masamitsu, Asakawa Kyosuke, Ogawa Miho，Hirayama Masatoshi, Múnera Jorge O, Yoshimura Yasuhiro ,Takasato Minoru ,Sekine Keisuke 他
  • 総ページ数: 248(57-65)
  • 出版者: Springer New York
• [図書] Stem Cells in Neuroendocrinology (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Suga, Manzoor Maryem, Tabansky Inna, Studer Lorenz, Blackshaw Seth, Chen Alon , Vankelecom Hugo, Andoniadou Cynthia L, Drouin Jacques, Borsini A, Rizzoti Karine.
  • 総ページ数: 156(35-50)
  • 出版者: Springer International Publishing
• [図書] 医学のあゆみ (2016)
  • 著者名/発表者名: 大曽根親文、須賀英隆、吉田栄人、伊藤純一、辻尚利、八田岳士、加藤大智、岩永史朗、山本大介、市村秀俊、嘉糠洋陸、青沼宏佳、川合隆嗣、塩崎正崇、澤泉雅之、加賀谷渉、金子明、吉森保、東口髙志 、亀谷佳保里
  • 総ページ数: 70（1226-1227）
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 内分泌・糖尿病・代謝内科 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大曽根親文、須賀英隆、竹内靖博、藤澤孝夫、廣畑倫生、竹越一博、成瀬光栄、田辺晶代、方波見卓行、笹野公伸、山本 駿、亀山香織、西岡 宏、宮下和季、窪田和雄、加藤彩子、伊木雅之
  • 総ページ数: 462（433-439）
  • 出版者: 科学評論社
• [図書] 下垂体疾患診療マニュアル改訂第2版 (2016)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆、平田結喜緒、山田正三、横谷 進、井野元智恵、登坂雅彦、岩瀬 敏、西山 充、片上秀喜、児島将康、苛原 稔、渋沢信行、井樋慶一、沖 隆、髙橋 裕、髙野幸路、有馬 寛、上田陽一 他
  • 総ページ数: 310（254-255）
  • 出版者: 診断と治療社
• [図書] 実験医学増刊 (2016)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆、戎家美紀、徳増玲太郎、毛利泰彰、尾松芳樹、平島剛志、内藤篤彦、宮坂恒太、石原えりか、中島友紀、杠 明憲、小野法明、佐々木伸雄、小井土 大、辻 孝、林 竜平、坂口秀哉、栗崎 晃、國崎祐哉、池谷 真 他
  • 総ページ数: 197（123-130）
  • 出版者: 羊土社
• [図書] BIO Clinica (2016)
  • 著者名/発表者名: 須賀英隆、高橋淳、花谷忠昭、万代道子、浅川杏祐、関矢一郎、川口義弥、高橋裕、本間耕平、山本直樹、石埜正穂、臼井丈一、川人伸次、塚本啓司、宮嶋伸行、波間 隆則、粕谷有造、熊谷博道、大西一雄、孫谷弘明
  • 総ページ数: 126(33-37)
  • 出版者: 北隆館
• [図書] Mebio (2016)
  • 著者名/発表者名: 大曽根親文、須賀英隆、池上啓介、竹内靖博、小野正人、滝口朋子、平野 勉、小倉正恒、内藤 剛、笹子敬洋、黒田正幸 他
  • 総ページ数: 84（4-10）
  • 出版者: メジカルビュー社