2019 Fiscal Year Research-status Report
HLA genome editing of dental pulp cells for iPS cell stock.
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19K22707
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
手塚 建一 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (50236973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上岡 寛 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (80253219)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 歯髄細胞 / iPS細胞 / ゲノム編集 / HLA / ブロックチェーン / AI / トレーサビリティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岡山大学と連携して、ヒト乳歯の送付、培養プロトコールの作成をおこなった。培養中の歯髄細胞の密度を判定して、細胞の偏りやコンタミネーションなどの異常を感知できるShizuiAIを開発した。また、乳歯や細胞の流通管理にのため、ブロックチェーン技術を用いたShizuiNetを設計した。地元ベンチャーである4D Pocketと、ブロックチェーンベンチャーであるテックビューロホールディングス社と共同研究契約を結び、乳歯を送付する際にチューブに貼り付けたバーコードや、細胞凍結保存用のバーコード付きチューブを読取り、直接ブロックチェーンに記録するシステムを完成させた。PoCのためにデバイスを岡山大学に納入したが、コロナウィルス感染拡大のために、セットアップおよび乳歯採取がストップしており、感染終息を待っている状態である。歯髄細胞のHLAをゲノム編集技術を用いて改変し、人工的にハプロタイプホモ細胞を作る実験は、予定通り進行中である。ゲノム編集用に改変されたCas9（BE3）を入手し、カスタムgRNAを発現させるためのベクターを構築した。現在までのところ、ターゲットしたHLAローカスのサイレン新効率は、野生型Cas9ほど高くなく、gRNAの再設計や、他のゲノム編集酵素について検討をおこなっているところである。
今後の展開としては、京都大学のiPS細胞研究財団と協力して、ShizuiNetのバージョンアップをおこなっていく予定である。iPS細胞はクローンによって性質が異なっており、歯髄細胞と比べても培養条件で変化しやすい。ShizuiNetによって、精密な系統管理ができるようになれば、細胞利用の利便性や安全性を大きく高める事ができるだろう。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
岡山大学および岐阜大学の閉鎖と、県をまたいだ移動が制限されていることにより、ヒト乳歯の採取と輸送が滞っているが、予定通り、すでにストックされている親知らず由来歯髄細胞を用いて、HLAゲノム配列の編集をおこなって、実験条件の最適化を図っている。ブロックチェーンを用いた乳歯、細胞流通管理システムShizuiNetについては、当初の予定よりも早く開発が進んでいる。すでにバーコード読み取り用のデバイス、ならびに独自サーバー用ソフトウエアの開発も完了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ShizuiNetについては、iPS細胞クローンの詳細なトレーサビリティにも対応すべく、京都大学のiPS細胞研究財団との共同開発をについて話し合いを開始した。乳歯や歯髄細胞だけではなく、iPS細胞の誘導や系統管理などにも応用が可能な技術へと発展させたい。HLAゲノム編集については、すでに複数の研究機関から、HLAの多くを破壊したユニバーサル細胞の報告がなされている。しかし、HLAは自己と非自己を見分ける精緻な免疫システムを支えており、移植直後の拒絶反応だけを抑えれば良いものではない。長期に渡って細胞が予期せぬ変異やウィルス感染を受けた場合に備えて、個別にHLAをターゲティングして、ハプロタイプは残す方向で、これからも研究を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染症の広がりによって、予定していた岡山大学からの乳歯送付ができず、そのための経費の一部を次年度に持ち越すことになった。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] FGF2‐responsive genes in human dental pulp cells assessed using a rat spinal cord injury model.2019
Author(s)
Ken Sugiyama, Kosuke Nagashima, Takahiro Miwa, Yuta Shimizu, Tomoko Kawaguchi, Kazuki Iida, Naritaka Tamaoki, Daijiro Hatakeyama, Hitomi Aoki, Chikara Abe, Hironobu Morita, Takahiro Kunisada, Toshiyuki Shibata, Hidefumi Fukumitsu, Ken-ichi Tezuka
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Journal Title
J.Bone Miner. Metabol.
Volume: 37
Pages: 467-474
DOI
Peer Reviewed
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