ヒト3次元軟骨組織モデルによる新規軟骨特異的分子の同定と軟骨分化制御機構の解明

使用人体 3D 软骨组织模型鉴定新型软骨特异性分子并阐明软骨分化控制机制

基本信息

批准号：
21H03054
负责人：
山下晃弘
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

関節軟骨は骨端に位置し、円滑な関節運動を担っている。その損傷や老化は変形性関節症(OA)と呼ばれる運動機能障害を引き起こし、Quality of Life (QOL)が著しく損なわれる。しかし現在有効な治療薬はない。その要因として、1)有用なヒトモデル系が存在しないこと、2)軟骨の発生・成熟・老化の機序を網羅的、総合的に解析した例が少なく、未だ同定されていない軟骨特異的分子が多く存在する可能性があることが挙げられる。本研究の主たる目的は、新たなOA治療法の開発を目指し、iPS細胞技術を利用したヒト3次元軟骨組織モデルを構築し、網羅的探索にて同定した新規軟骨特異的分子の軟骨分化制御機構を分子レベルで解明することである。次年度である2022年度は作製した遺伝子改変マウス(ノックアウト)と遺伝子改変iPS細胞を用いて以下の実験を行なった。1) 遺伝子改変マウス(ノックアウト) の解析 : 作製した遺伝子改変マウス(ノックアウト)の組織解析とsingle RNA seq(scRNA-seq)を行なった。scRNA-seqについては今後発現変動遺伝子を元にGO解析や上流解析を行いメカニズムの解明を行う予定である。2) 遺伝子改変iPS細胞の軟骨組織への分化誘導 : 遺伝子改変iPS細胞由来軟骨は遺伝子改変マウスから採取した初代軟骨細胞と同様に分化誘導過程で成長因子に反応し遺伝子発現が反応することを見出した。ヒトモデルとして今後詳細に解析する予定である。

关节软骨位于骨骼末端，负责关节的平滑运动。损伤和衰老会导致称为骨关节炎 (OA) 的运动功能障碍，从而严重损害生活质量 (QOL)。然而，目前尚无有效的治疗方法。其原因是：1）没有有用的人体模型系统，2）对软骨发育、成熟和衰老的机制以及尚未鉴定的软骨特异性分子缺乏全面综合的分析。有可能有很多。本研究的主要目的是通过利用iPS细胞技术构建人体3D软骨组织模型，并通过全面寻找控制软骨分化的新软骨特异性分子来开发新的OA治疗方法。分子水平。在下一财年，即2022年，我们利用生成的转基因小鼠（敲除）和转基因iPS细胞进行了以下实验。 1）转基因小鼠（敲除）的分析：对生成的转基因小鼠（敲除）进行组织分析和单RNA seq（scRNA-seq）。关于scRNA-seq，我们计划通过基于表达变化的基因进行GO分析和上游分析来阐明其机制。 2）诱导转基因iPS细胞分化为软骨组织：我们发现，来自转基因iPS细胞的软骨在分化诱导过程中对生长因子和基因表达做出反应，与从转基因小鼠Ta收集的原代软骨细胞类似。我们计划将来作为人体模型进行详细分析。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Generation of Monkey Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cartilage Lacking Major Histocompatibility Complex Class I Molecules on the Cell Surface

细胞表面缺乏主要组织相容性复合物 I 类分子的猴诱导多能干细胞衍生软骨的生成

DOI：
10.1089/ten.tea.2021.0053
发表时间：
2021-06-29
期刊：
Tissue Engineering. Part A
影响因子：
0
作者：
Y. Okutani;Kengo Abe;A. Yamashita;Miho Morioka;S. Matsuda;N. Tsumaki
通讯作者：
N. Tsumaki

Human pluripotent stem cell-derived cartilaginous organoids promote scaffold-free healing of critical size long bone defects

DOI：
10.1186/s13287-021-02580-7
发表时间：
2021-09-25
期刊：
Stem Cell Research & Therapy
影响因子：
7.5
作者：
W. L. Tam;Luís Freitas Mendes;Xike Chen;R. Lesage;Inge Van Hoven;Elke Leysen;G. Kerckhofs;Kathleen Bosmans;Y. C. Chai;A. Yamashita;N. Tsumaki;L. Geris;S. Roberts;F. Luyten
通讯作者：
F. Luyten

Generation of Monkey Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cartilage Lacking Major Histocompatibility Complex Class I Molecules on the Cell Surface

细胞表面缺乏主要组织相容性复合物 I 类分子的猴诱导多能干细胞衍生软骨的生成