ヒトＥＳ細胞および間葉系幹細胞の品質管理・医療応用に関する基盤技術開発研究

文献情報

• 文献番号: 200911007A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ヒトＥＳ細胞および間葉系幹細胞の品質管理・医療応用に関する基盤技術開発研究
• 課題番号: H19-生物資源・一般-007
• 研究年度: 平成21(2009)年度
• 研究代表者(所属機関): 川端 健二(独立行政法人医薬基盤研究所 幹細胞制御プロジェクト)

研究分担者(所属機関)

• 古江　美保(独立行政法人医薬基盤研究所　細胞資源研究室)
• 小原　有弘(独立行政法人医薬基盤研究所　細胞資源研究室)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究（生物資源・創薬モデル動物研究）
• 研究開始年度: 平成19(2007)年度
• 研究終了予定年度: 平成21(2009)年度
• 研究費: 9,210,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

幹細胞の分化制御機構の解明や幹細胞を用いた動物モデルにおける医療への応用実験などの基礎研究は活発に試みられているが、ヒトへの再生医療に応用するうえで必須となってくる幹細胞の品質管理に関する情報は極めて乏しく、国際的な安全性基準が明確に定められていないのが現状である。そこで、染色体解析や遺伝子導入によりヒト ES 細胞や間葉系幹細胞の機能維持、品質管理、ならびにその評価法を開発し、再生医療の安全性の向上や実用化に向けての基礎情報を得ることを目的とする。

研究方法

ヒトES細胞を異なる分散方法（ディスパーゼ、コラゲナーゼ、トリプシンおよび物理的方法）で継代・維持した時の、ヒトES細胞の品質に対する影響を検討した。また、ヒトES細胞培養技術のプトロコール化を行った。さらに、各種幹細胞のゲノムDNAを用いて、アレイCGHの感度及び再現性を検証した。

結果と考察

ヒトES細胞を異なる分散方法（ディスパーゼ、コラゲナーゼ、トリプシンおよび物理的方法）を用いて5回継代した時の、ヒトES細胞の品質に対する影響を検討した。細胞表面抗原の解析により、トリプシンを用いて継代した時は未分化ヒトES細胞の品質への悪影響が示唆された。ヒトES細胞培養技術のプトロコール化を行うことにより、細胞の維持が安定し、研究を進めることが可能となった。また、間葉系幹細胞の無血清培養も可能であることが示され、臨床応用に向けて、正確な品質評価を行うことが可能であることが示唆された。ヒトiPS細胞5株の培養を行いG-band法による核型解析を行うとともに、細胞からDNAを抽出し、アレイCGH解析を実施した。核型解析によりヒトiPS細胞数株に異常があることが認められたため、m-FISH法により詳細解析を行うことにより、染色体異常の詳細な情報が得られた。また、アレイCGH解析においては核型解析で判明した異常部位をより詳細に同定することができた。

結論

本研究から、ヒトES細胞の品質管理において重要な基礎知見が得られ、再生医療に用いる細胞の品質管理の必要性を確認した。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200911007B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ヒトＥＳ細胞および間葉系幹細胞の品質管理・医療応用に関する基盤技術開発研究
• 課題番号: H19-生物資源・一般-007
• 研究年度: 平成21(2009)年度
• 研究代表者(所属機関): 川端 健二(独立行政法人医薬基盤研究所 幹細胞制御プロジェクト)

研究分担者(所属機関)

• 古江　美保(独立行政法人医薬基盤研究所　細胞資源研究室)
• 小原　有弘(独立行政法人医薬基盤研究所　細胞資源研究室)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究（生物資源・創薬モデル動物研究）
• 研究開始年度: 平成19(2007)年度
• 研究終了予定年度: 平成21(2009)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

幹細胞の分化制御機構の解明や幹細胞を用いた動物モデルにおける医療への応用実験などの基礎研究は活発に試みられているが、ヒトへの再生医療に応用するうえで必須となってくる幹細胞の品質管理に関する情報は極めて乏しく、国際的な安全性基準が明確に定められていないのが現状である。そこで、染色体解析や遺伝子導入によりヒト ES 細胞や間葉系幹細胞の機能維持、品質管理、ならびにその評価法を開発し、再生医療の安全性の向上や実用化に向けての基礎情報を得ることを目的とする。

研究方法

ヒトES細胞への遺伝子導入に最適なアデノウイルスベクターを探索した。ヒトES細胞を異なる分散方法で継代・維持した時の、ヒトES細胞の品質に対する影響を検討した。また、ヒトES細胞培養技術のプトロコール化を行った。さらに、各種幹細胞のゲノムDNAを用いて、アレイCGHの感度及び再現性を検証した。

結果と考察

改良型アデノウイルスベクターを用いることによりヒト ES 細胞に効率良く遺伝子導入が可能であった。ヒトES細胞を異なる分散方法を用いて5回継代した時の、ヒトES細胞の品質に対する影響を検討した。細胞表面抗原の解析により、トリプシンを用いて継代した時は未分化ヒトES細胞の品質への悪影響が示唆された。ヒトES細胞培養技術のプトロコール化を行うことにより、細胞の維持が安定し、研究を進めることが可能となった。また、間葉系幹細胞の無血清培養も可能であることが示され、臨床応用に向けて、正確な品質評価を行うことが可能であることが示唆された。ヒトiPS細胞5株の培養を行いG-band法による核型解析を行うとともに、細胞からDNAを抽出し、アレイCGH解析を実施した。核型解析によりヒトiPS細胞数株に異常があることが認められたため、m-FISH法により詳細解析を行うことにより、染色体異常の詳細な情報が得られた。また、アレイCGH解析においては核型解析で判明した異常部位をより詳細に同定することができた。

結論

アデノウイルスベクターは ES 細胞への高効率遺伝子導入に極めて有用である。本研究から、ヒトES細胞の品質管理において重要な基礎知見が得られ、再生医療に用いる細胞の品質管理の必要性を確認した。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200911007C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: ヒトES細胞への遺伝子導入に最適なアデノウイルスベクターを探索した。ヒトES細胞を異なる分散方法で継代・維持した時の、ヒトES細胞の品質に対する影響を検討した。また、ヒトES細胞培養技術のプトロコール化を行った。さらに、各種幹細胞のゲノムDNAを用いて、アレイCGHの感度及び再現性を検証した。
• 臨床的観点からの成果: アデノウイルスベクターは ES 細胞への高効率遺伝子導入に極めて有用である。本研究から、ヒトES細胞の品質管理において重要な基礎知見が得られ、再生医療に用いる細胞の品質管理の必要性を確認した。
• ガイドライン等の開発: 本研究成果は再生医療におけるES細胞の標準化にとり非常に有益な基礎的知見である。
• その他行政的観点からの成果: 本研究成果は再生医療におけるES細胞の標準化にとり非常に有益な基礎的知見である。
• その他のインパクト: 新聞に掲載された。また、学会における招待講演に招かれた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 5件
• 原著論文（英文等）: 23件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 65件
• 学会発表(国際学会等): 9件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Tashiro K, Inamura M, Kawabata K et al.; Efficient adipocyte and osteoblast differentiation from mouse induced pluripotent stem cells by adenoviral transduction.; Stem Cells , 27 , 1802-1811 (2009)
• 原著論文2: Tashiro K, Kondo A, Kawabata K et al.; Efficient osteoblast differentiation from mouse bone marrow stromal cells with polylysin-modified adenovirus vectors.; Biochem. Biophys. Res. Commun. , 379 , 127-132 (2009)
• 原著論文3: Nakashima K, Sakurai F, Kawabata K et al.; Efficient gene delivery in human and rodent mast cells using adenovirus vectors.; J. Control. Release , 129 , 215-222 (2008)
• 原著論文4: Suzuki T, Sakurai F, Nakamura S et al.; miR-122a-regulated expression of a suicide gene prevents hepatotoxicity without altering antitumor effects in suicide gene therapy.; Mol. Ther. , 16 , 1719-1726 (2008)
• 原著論文5: Sakurai H, Tashiro K, Kawabata K et al.; Adenoviral expression of suppressor of cytokine signaling-1 reduces adenovirus vector-induced innate immune responses.; J. Immunol. , 180 , 4931-4938 (2008)
• 原著論文6: Tashiro K, Kawabata K, Sakurai H et al.; Efficient adenovirus vector-mediated PPAR gamma gene transfer into mouse embryoid bodies promotes adipocyte differentiation.; J. Gene Med. , 10 , 498-507 (2008)
• 原著論文7: Kawabata K, Tashiro K, Sakurai F et al.; Positive and negative regulation of adenovirus infection by CAR-like soluble protein, CLSP.; Gene Ther. , 14 , 1199-1207 (2007)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: 2015-06-16