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2014 年度 実施状況報告書

無血清・無フィーダ培養系でのヒトiPS樹立と胚様体培養法を用いた顎骨・歯胚誘導

研究課題

研究課題/領域番号 26670865
研究機関広島大学

研究代表者

岡本 哲治  広島大学, 医歯薬保健学研究院, 教授 (00169153)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード無血清培養 / ヒトiPS細胞 / 軟骨・骨形成 / 未分化性 / 多分化能 / 3胚葉分化 / センダイウイルスベクター / 無血清培地(hESF9)
研究実績の概要

本年度においては、フィーダー細胞を用いずに無血清培地(hESF9)で、健常人歯髄細胞(DPC)、健常人末梢リンパ球(PBMC)及び頭蓋顎顔面骨・軟骨・歯胚形成異常を伴う鎖骨頭蓋異形成症(CCD)患者由来DPCおよびPBMC由来ヒトiPS細胞(iPSC)を樹立し、各細胞の特性解析を行った。DPC、PBMCはそれぞれRD6F及びRD6F+IL2で初代培養し、初期化遺伝子の導入は、ゲノムDNAへランダムな遺伝子挿入が起こらないセンダイウイルスベクター(SeVdp (KOSM)を用いて行った。DPCからのiPSCの樹立には細胞接着因子としてフィブロネクチンが最適であったが、PBMCにはラミニンが最適であった。各hiPSCではSeVdpの残存は認めず、完全に除去されていることが明らかとなった。
健常人及び疾患由来のいずれのiPSCもin vitroにおいて未分化マーカー遺伝子(Oct3/4, Nanog, Sox2, Rex1)および蛋白(Oct3/4, Nanog, SSEA4, Tra1-81)をRT-PCR法および蛍光免疫染色法にて発現していた。また、多分化能をembryo body 形成法にて分化を誘導したところ、Nestin, Microtubule-associated protein 2, α-smooth muscle actin, Alpha-fetoprotein遺伝子および蛋白(Nestin, MAP2, αSMA, AFP)を発現し、3胚葉への分化能を示した。
マウス皮下への移植によるテラトーマ形成能を検討したところ、健常人由来iPSCでは3胚葉への分化を示し、その組織像は正常であった。しかしCCD-iPSC由来テラトーマも3胚葉への分化を示したものの、CCD-hiPSC由来テラトーマにおける軟骨組織は、軟骨基質が疎であり疾患の特徴を反映した組織像を認めた。

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

1. SeVdp を用いて、フィーダー細胞を用いることなく無血清条件下にDPC-hiPSC、CCD-hiPSC及び、NS-hiPSCの樹立に成功した。2. DPC-hiPSC、CCD-hiPSC及び、NS-hiPSCはそれぞれ未分化性と多分化能を有していた。3.ALP陽性コロニーを指標に誘導効率を検討したところ、無血清条件ではMOI=3で平均0.30%、MOI=6で0.31%、MOI=9で0.25%を示した。4. 遺伝子発現にて各hiPSCではSeVdpの残存は認めなかったことから、導入に使用したSeVdpは完全に除去されていることが明らかとなった。5. STR解析の結果、DPC-iPSC、CCD-iPSCおよび、NS-iPSC はそれぞれDPC、CCD-DPC及び、NS-DPC由来であることが同定された。6. DPC-hiPSC、CCD-hiPSC及び、NS-hiPSC由来teratomaは、3胚葉への分化能を示した。7. CCD-hiPSC及びNS-hiPSC由来teratomaにおけるの軟骨組織は、軟骨基質が疎であり疾患の特徴を反映した組織像を認めた。
以上のように、初年度の予定を順調に達成することができた。

今後の研究の推進方策

各種分化誘導因子を用いて歯胚細胞系への分化誘導法を検討するとともに、各分化誘導因子の最適濃度を探索し、効率的な分化誘導法の開発を検討する。さらに、CCDの原因遺伝子産物Runx2は軟骨細胞分化、歯骨細胞分化、歯の発生に重要な因子であるため、骨・軟骨細胞系列への分化誘導を行い、健常人由来iPS細胞と比較検討を行うことで、発症メカニズムの解明ならびに詳細な機能解析を行うことが可能であると考える。さらに、同様に顎骨や歯胚形成異常を伴う他の遺伝子疾患患者由来iPS細胞を樹立し同様の検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

26年度に予定していた、旅費及び人件費の支出がなかったため使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

今年度は研究計画を達成するため、特に大学院生の研究補助などの人件費を計上する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Comparison of the prognosis of bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw caused by oral and intravenous bisphosphonates.2015

    • 著者名/発表者名
      Shintani T, Hayashido Y, Mukasa H, Akagi E, Hoshino M, Ishida Y, Hamana T, Okamoto K, Kanda T, Koizumi K, Yoshioka Y, Tani R, Toratani S, Okamoto T.
    • 雑誌名

      Int J Oral Maxillofac Surg.

      巻: pii: S0901-5027(15) ページ: 125-133

    • DOI

      doi: 10.1016/j.ijom.2015.03.013.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-EGFR monoclonal antibody 12-93 inhibits the growth of human salivary adenocarcinoma via sub-G1 arrest and induction of apoptosis2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto N, Toratani S, Okamoto T.
    • 雑誌名

      J Oral Maxillofac Surg, Med, Pathol

      巻: 26 ページ: 183-187

    • DOI

      doi:10.1016/j.ajoms.2013.08.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of human induced pluripotent stem (iPS) cells in serum- and feeder-free defined culture and TGF-β1 regulation of pluripotency2014

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki S, Taguchi Y, Mukasa H, Shimamoto A, Tahara T, Okamoto T.
    • 雑誌名

      PlosONE

      巻: Jan 29;9(1) ページ: e87151

    • DOI

      DOI: 10.1371/journal.pone.0087151

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1α,25(OH)2D3 inhibits FGF-2 release from oral squamous cell carcinoma cells through downregulation of HBp17/FGFBP-12014

    • 著者名/発表者名
      S. N. Zawani B. Rosli, Shintani T. Hayashido Y, Toratani S, Okamoto T
    • 雑誌名

      In Vitro Cell. Devel. Biol.-Anim

      巻: Oct;50(9) ページ: 802-806

    • DOI

      doi: 10.1007/s11626-014-9787-5.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Overexpression of integrin αv facilitates proliferation and invasion of oral squamous cell carcinoma cells via MEK/ERK signaling pathway that is activated by interaction of integrin αvβ8 with type Ⅰ collagen2014

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Hayashido, Hisataka Kitano, Taishi Sakaue, Takahiko Fujii, Mirei Suematsu, Shigeru Sakurai, Tetsuji Okamoto
    • 雑誌名

      Int J Oncol

      巻: Nov 4;45(5) ページ: 1875-1882

    • DOI

      doi: 10.3892/ijo.2014.2642.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Reprogramming efficiencies of hiPS cells with various virus vectors in serum- and feeder-free culture conditions.2014

    • 著者名/発表者名
      Eri AKAGI, Sachiko YAMASAKI, Atsuko HAMADA, Yuki TAGUCHI, Hanae MUKASA, Manami OHTAKA, Ken NISHIMURA, Mahito NAKANISHI, and Tetsuji OKAMOTO
    • 学会等名
      World Congress of Society for In Vitro Biology,
    • 発表場所
      Hyatt Regency Savannah, Savannah, Georgia, USA
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-06-04
  • [学会発表] Generation and maintenance of human induced pluripotent stem cells in serum- and feeder-free culture using Sendai virus vectors.2014

    • 著者名/発表者名
      HAMADA, Sachiko YAMASAKI, Eri AKAGI, Manami OHTAKA, Ken NISHIMURA, Mahito NAKANISHI, Tetsuji OKAMOTO
    • 学会等名
      World Congress of Society for In Vitro Biology,
    • 発表場所
      Hyatt Regency Savannah, Savannah, Georgia, USA
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-06-04
  • [学会発表] センダイウイルスを用いたフィーダー細胞フリー・完全無血清培養系での末梢リンパ球からのhiPS細胞の樹立と維持に関する研究、2014

    • 著者名/発表者名
      赤木恵理, 山崎佐知子, 他
    • 学会等名
      日本口腔科学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザ、東京
    • 年月日
      2014-05-07 – 2014-05-09
  • [学会発表] 扁平上皮癌細胞でのオートファジーによる インテグリンαvのプロセシング、2014

    • 著者名/発表者名
      末松 美玲, 林堂安貴,他:
    • 学会等名
      日本口腔科学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザ、東京
    • 年月日
      2014-05-07 – 2014-05-09
  • [学会発表] センダイウイルスを用いたフィーダーフリー・ 無血清培養系での歯髄細胞由来hiPS細胞の樹立と長期培養、2014

    • 著者名/発表者名
      濱田充子, 山崎佐知子,他:
    • 学会等名
      日本口腔科学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザ、東京
    • 年月日
      2014-05-07 – 2014-05-09

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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