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2017.10.27 プレスリリース プレスリリース 大学・大学院

3つの小分子化合物を用いてヒトiPS細胞の分化能力を促進する基盤技術を開発

 ~病態モデルにおける分化成熟・老化を促進、iPS細胞株選別を不要に~

このたび、慶應義塾大学医学部生理学教室の岡野栄之教授、順天堂大学大学院医学研究科ゲノム・再生医療センターの赤松和土特任教授らの共同研究チームは、ヒト多能性幹細胞に3つの小分子化合物を加えて、その分化能力を促進する基盤技術を開発しました。
多能性幹細胞(ES細胞・iPS細胞(注1))は、体のあらゆる組織や細胞に分化可能な細胞株であり再生医療など幅広い活用が期待されています。しかしながら、ヒト多能性幹細胞、とくにiPS細胞は、①細胞株ごとの分化効率にばらつきがある、②分化速度が比較的ゆっくりである、という性質を有しているため、目的とする細胞・組織に分化しやすい多能性幹細胞株を事前に選別する必要があり、たとえ選別された細胞株を用いたとしても高効率な分化誘導を実現するには多大な労力と長期間を要するという点に問題がありました。

今回、共同研究チームはSB431542・Dorsomorphin・CHIR99021の3種の化合物を細胞株の培地に5日間添加すると、ヒト多能性幹細胞が平面的に分化促進された状態へと、ごく短期間で誘導されることを発見しました。これら3つの小分子化合物を用いて誘導された状態を“CTraS(シトラス)”と定義し、CTraS誘導を経た細胞は、目的細胞への分化効率・速度ともに大きく上昇し、疾患モデルにおける病態発現を短期間で再現できることを発見しました。一方で、CTraSは、特定の細胞に分化しにくい株であっても目的細胞(本研究では神経細胞)へと高効率に分化させるため、目的の細胞に分化しやすい細胞株を選別することが不要になり、大きく研究効率が上昇しました。

この研究により開発されたCTraSを介した分化促進は多様な細胞系譜に応用可能であるため、ヒト多能性幹細胞を用いたあらゆる応用技術に寄与し、特に、再生医療・病態研究・医薬品開発を加速度的に促進させる基盤になると期待されます。
本研究成果は2017年10月26日正午(米国東部時間)に、国際幹細胞学会(ISSCR)の公式ジャーナルである「Stem Cell Reports」のオンライン版に掲載されました。
(注1)人工多能性幹細胞(iPS 細胞)(Induced pluripotent stem cell:iPS cell)
2006 年に、京都大学の山中伸弥教授らのグループによって世界で初めて作成された細胞のことで、2007 年にヒトでも同様の細胞が作製されました。この細胞は、皮膚組織などの体細胞に Oct4, Sox2, Klf4, c-Mycといった転写因子を導入することで作成され、体のあらゆる組織や細胞に分化可能な多能性を獲得します。この技術は、ヒトの細胞を用いた研究が困難であった分野に新たな研究手法を生み出しました。また、拒絶反応のない移植細胞として利用することもでき、再生医療の分野では大きく注目されています。

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