4 0 0 0 OA ヒト多能性幹細胞を用いた医学応用の実用化に必要な研究と技術開発
- 著者
- 中辻 憲夫
- 出版者
- 公益財団法人 日本学術協力財団
- 雑誌
- 学術の動向 (ISSN:13423363)
- 巻号頁・発行日
- vol.18, no.2, pp.2_8-2_12, 2013-02-01 (Released:2013-06-04)
- 参考文献数
- 5
我々は、2005年5月から再生医科学研究所で樹立されたヒトES細胞(KhES-1,-2,-3)の解析を行っている。これらの細胞株からもドーパミン産生ニューロンが誘導され、培地中にドーパミンを放出しうることを確認した。パーキンソン病モデルカニクイザルの線条体に移植を行ったところ、3頭中1頭で腫瘍形成が認められた。このケースでは、PETスキャンにおいて腫瘍部位に限局して糖代謝の亢進が確認され、細胞分裂を示すfluorothimidineの取り込み上昇も認められた。組織診断では、未分化細胞の増殖が限局的にみられたが、奇形種を裏付ける骨・軟骨、皮膚、筋肉、消化管などの形成は認められなかった。fluorothimidine陽性部位に一致して、ES細胞のマーカーであるOct3/4陽性細胞の集積が認められた。移植細胞の解析を行ったところ、分化誘導期間の違いにより、腫瘍形成がみられたケースでは移植細胞の中にES細胞が混入していたのに対し、腫瘍形成がなかった2頭ではES細胞の混入はみられなかった。つまり、移植細胞へのES細胞混入が腫瘍形成の原因であると考えられた。また、MRIやPETは腫瘍形成を確認する上で有用な手段であることが確認された。これらの結果は現在投稿準備中である。移植細胞による腫瘍形成について、我々はマウスES細胞と正常マウスを用いて検討を加え、分化誘導後に神経系細胞のみを選別して移植することによって腫瘍形成が抑えられることを明らかにした(Fukudaら)。これらの研究によって、安全で効果的なES細胞移植を行うためには、神経幹細胞の純化が必要であることが明らかとなった。現在はヒトES細胞の選別方法開発に取り組んでいる。
我々は、ES細胞由来神経系細胞移植によるパーキンソン病治療法の開発を目指して研究を進めているが、臨床応用を目指すにはヒトと同じ霊長類を用いた実験が必要不可欠である。そこで、カニクイザルES細胞から誘導したドーパミン産生神経をカニクイザルパーキンソン病モデル脳に移植し、行動解析を行った。カニクイザルES細胞をPA6という間質細胞の上で約2週間培養すると、ほとんどの細胞が神経幹細胞様になる。この細胞をsphere法で培養しFGF2とFGF20を加えると、全体の約半数がニューロン、その4分の1がドパミン神経に分化するようになる。MPTPの静脈内投与でカニクイザルパーキンソン病モデルを作成し、その線状体にES細胞由来ドパミン産生神経(前駆細胞)を移植すると移植群においては徐々に神経脱落症状の改善がみられるようになり、移植後10週目に有意な改善が認められた。その後、F-dopaの取り込みをPETにて評価した。コントロール群においてはF-dopaの取り込みが低下しているのに対し、移植群においては有意な上昇がみられ、移植細胞がドーパミン神経として機能していることが確認された。PET後に脳切片の染色を行った。移植に先立ち細胞をBrdUでラベルしたが、移植群の線条体においてBrdU陽性細胞の生着がみとめられた。さらにTH陽性細胞やDAT陽性細胞も確認された。これらの多くはBrdUと共陽性であり、移植されたES細胞由来のドーパミン神経であると考えられた。また、腫瘍形成は認められなかった。カニクイザルES細胞から分化した中脳ドーパミン産生神経の移植によってカニクイザルパーキンソン病モデルの行動が改善したことは、同じ霊長類であるヒトにもこの方法が適応できる可能性を示唆する。ただし、実際の臨床応用の前には1年以上の長期経過観察によって、その効果と安全性の検証が行われなければならない。と同時に、ヒトES細胞からの中脳ドーパミン産生神経誘導とその移植実験が必要である。
2 0 0 0 生殖細胞系列の制御機構と発生工学
当研究領域においては、研究項目A01「生殖細胞系列の制御機構と発生工学」を設定し、計画研究課題7件によって研究を進め、領域代表者中辻憲夫と計画研究代表者西宗義武に外部から7名を加えた総括班を設置し、研究者間の協力と交流を推進した。平成12年11月には公開シンポジウムと班会議を開催した。平成13年11月には国外から主要な研究者7名を招聰して、生殖系列・クローン動物・エピジェネティックス・再プログラム化をテーマとする国際シンポジウム"を開催した。平成14年度には、班会議と公開シンポジウム「生殖細胞の発生プロセス・再プログラム化とエピジェネティクス」を開催した。松居靖久(大阪府母子センタ)「生殖細胞の発生運命の制御機構」、阿部訓也(理研)「哺乳類全能性細胞・生殖細胞における遺伝子発現の研究」、仲野徹(阪大)「始原生殖細胞成立のシグナル」、野瀬俊明(三菱生命研)「培養系における生殖細胞分化」、中馬新一郎・中辻憲夫(京大)「雌雄生殖細胞の分化プログラム」、尾畑やよい(群馬大)「in vitroにおける卵子分化プログラムの再生」、蓬田健太郎(阪大)「生殖幹細胞の維持と分化の制御機構」、篠原隆司(京大)「凍結精巣バンクの開発」、岡部勝(阪大)「生殖細胞における性の決定」、角田幸雄(近畿大)「化学的染色体除去法を用いた体細胞クローン動物の作出」、若山照彦(理研)「クローンマウスにおける核移植技術の問題点と応用」、小倉淳郎(理研)「体細胞クローンマウスの正常と異常-表現型を中心として」、石野史敏(東工大)「体細胞・生殖細胞クローンにおける遺伝子発現」、塩田邦郎(東大)「DNAメチル化コード:個体発生・細胞分化のエピジェネティックス」、岡野正樹(理研)「DNAメチル化パターン制御機構と再プログラム化における役割」、佐々木裕之(遺伝研)「生殖系列における一次インプリントとメチル化の獲得機構」
1 0 0 0 序論 (特集 クローン動物の頻発異常とエピジェネティクス)
1 0 0 0 霊長類ES細胞由来の拍動心筋細胞を用いた薬剤誘発性QT延長試験
1 0 0 0 生殖細胞の発生プロセス・再プログラム化とエピジェネティクス
当該特定領域研究は、発生生物学、実験動物学、遺伝学、分子生物学など多分野にまたがる学際的研究グループを形成しており、多様なバックグラウンドをもつ研究者による研究課題を推進してきた。平成19年度までに、極めて多くの研究成果が得られて優れた学術論文として発表されている。それと同時に、多様な組み合わせで各研究者の得意分野によるシナジーを生み出しながら、多くの共同研究が行われ成功してきた。平成20年度は、本総括班の活動の総仕上げとして、これら特定領域研究によって過去5年間に生み出されて研究成果のとりまとめを行うと同時に、研究成果報告書を作成した。なお、研究成果報告書の体裁に従って研究成果発表の詳細なリストなど報告資料として作成した報告書に加えて、研究成果を広く研究者コミュニティーに対する広報活動として周知させることを目的として、研究成果を読みやすい体裁で取りまとめた報告書も並行して作成し配布した。[連携研究者]独立行政法人理化学研究所・バイオリソースセンター 小倉淳郎 領域事務担当者としての連絡調整国立遺伝学研究所・総合遺伝研究系 佐々木裕之 ゲノム刷り込み研究の企画調整東京大学・農学生命科学研究科 塩田邦郎 エピジェネティクス研究の企画調整大阪大学・大学院生命機能研究科 仲野徹 生殖細胞特性研究の企画調整東北大学・加齢医学研究所 松居靖久 生殖細胞発生研究の企画調整