フィーダーフリーナイーブ型ヒトiPS細胞の樹立と成熟心筋分化への応用

无饲养层幼稚人iPS细胞的建立及其在成熟心肌分化中的应用

• 批准号: 21K08049
• 负责人: 國富 晃
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08049/
• 关键词: iPS細胞; H1FOO; センダイウイルスベクター; ナイーブ型; 原始内胚葉; フィーダーフリー; 心筋分化

人工多能性幹細胞（induced pluripotent stem cell: iPS細胞）は循環器領域においてはヒトiPS細胞から分化誘導した心筋を用いた様々な臨床応用が期待されている．しかし現状ではヒトiPS細胞の細胞株間での質のバラつきは大きく，心筋分化効率は低い上に得られる分化心筋は機能的に未成熟でその性質も極めて不均一であることが臨床応用における重大な障壁となっている.我々は卵母細胞特異的に発現しているリンカーヒストンH1FOOをコードしている遺伝子であるH1FOOをOCT4,SOX2,KLF4と共に分化細胞に導入することで，高品質なマウスiPS細胞を高効率に作製する方法を開発した．この結果を基にヒトH1FOOを用いてマウスiPS細胞と同等の優れた多分化能を持つフィーダーフリーのナイーブ型ヒトiPS細胞を体細胞から効率良く樹立し，より成熟した心筋細胞への高効率な分化を実現することを目的として研究を開始した.我々は新たなセンダイウイルスベクターを用いてOCT4,SOX2,KLF4，LMYC，H1FOOをヒト皮膚線維芽細胞または末梢血単核球に一過性に強制発現させることにより，オンフィーダーの環境下で僅か1ヶ月程度でウイルスゲノムが消失したナイーブ型ヒトiPS細胞を安定的に得る方法を開発した．本法で樹立したiPS細胞は外来遺伝子が消失しているため，直ちに細胞の機能解析や分化誘導などを行うことが可能である．実際に原始内胚葉細胞分化専用培地で分化誘導を行ったところ，全く分化しないプライム型とは異なり原始内胚葉細胞に高頻度で分化することが確認された.またさらに細胞培養基質にMatrigelを用いることで,ヒト皮膚線維芽細胞からフィーダーフリーの環境下でもナイーブ型ヒトiPS細胞を樹立することに成功した．

诱导多能干细胞（iPS 细胞）有望利用从人类 iPS 细胞分化而来的心肌在心血管领域具有各种临床应用。然而，目前人iPS细胞的细胞系质量差异较大，心肌分化效率低，获得的分化心肌功能不成熟，性质极其异质，是临床应用中的一个重要问题。我们是一个障碍。开发了一种通过将H1FOO（一种在细胞中特异性表达的编码接头组蛋白H1FOO的基因）与OCT4、SOX2和KLF4一起导入分化细胞来有效生成高质量小鼠iPS细胞的方法。基于这一结果，我们使用人H1FOO从体细胞有效地建立了具有与小鼠iPS细胞相当的多能性的无饲养层的初始人iPS细胞，并有效地将其转化为更成熟的心肌细胞，我们开始了以实现分化为目的的研究。 .我们开发了一种新的仙台病毒。通过使用载体瞬时迫使人皮肤成纤维细胞或外周血单核细胞表达OCT4、SOX2、KLF4、LMYC和H1FOO，病毒基因组可以在饲养环境中在短短一个月内转化。获得丢失的原始人类 iPS 细胞。由于使用该方法建立的iPS细胞没有外源基因，因此可以立即进行细胞功能分析和分化诱导。当使用专用于原始内胚层细胞分化的培养基实际诱导分化时，证实细胞以高频率分化为原始内胚层细胞，这与完全不分化的prime型不同。此外，使用Matrigel作为结果，我们成功地在无饲养环境中从人类皮肤成纤维细胞中建立了原始人类 iPS 细胞。

项目成果

Generation of High Quality iPS Cells Using the SeV Vector System

使用 SeV 载体系统生成高质量 iPS 细胞

• 发表时间: 2021
• 作者: Oikawa Masayoshi;Yaegashi Daiki;Yokokawa Tetsuro;Misaka Tomofumi;Sato Takamasa;Kaneshiro Takashi;Kobayashi Atsushi;Yoshihisa Akiomi;Nakazato Kazuhiko;Ishida Takafumi;Takeishi Yasuchika;Amiya Eisuke;神谷千津子;川添晋;Akira Kunitomi
• 通讯作者: Akira Kunitomi