京大など、FOP患者由来のiPS細胞で病態を再現することに成功

FOP患者さん由来のiPS細胞で病態を再現することに成功



　池谷真　iPS細胞研究所（CiRA）准教授、戸口田淳也　同教授（再生医科学研究所／医学研究科）、松本佳久　同大学院生（再生医科学研究所／名古屋市立大学大学院）、エドワード・シャオ博士（グラッドストーン研究所／カリフォルニア大学サンフランシスコ校）らの研究グループは、FOP患者さんの細胞から作製したiPS細胞を用いて、FOPの病態を再現することに成功しました。

　この研究成果は２０１３年１２月９日に「Orphanet　Journal　of　Rare　Diseases」に公開されました。

＜ポイント＞
　・FOP（Fibrodysplasia　Ossificans　Progressiva；進行性骨化性線維異形成症）患者さん由来のiPS細胞を骨・軟骨へと分化誘導したところ、骨化・軟骨化が進みやすい細胞であることを見出した。
　・この細胞をFOPのモデル細胞として利用することで、FOPに効果のある薬を探索することができる。

＜研究の背景＞
　FOPは筋肉や腱、靭帯などの柔らかい組織の中に、徐々に骨ができてしまう病気で、２００万人に１人程度の割合で患者さんがいると言われている希少難病の一つです。これまでの研究により、ACVR１と呼ばれる遺伝子に変異が生じて過剰に働くとFOPとなることがわかっていました。しかし、FOP患者さんから組織サンプルを採取すると骨化を促進してしまうことや、マウスを使ったFOP病態モデルの限界から、FOP発症の詳細なメカニズムについては不明でした。

　これまでにFOP患者さんから採取した細胞を使ってiPS細胞を樹立することはできていましたが、iPS細胞の分化能について評価されていませんでした。そこで、戸口田教授らのグループでは、iPS細胞から骨・軟骨への分化誘導法を確立し、FOP患者さん由来のiPS細胞の骨・軟骨への分化能について検討を行いました。本研究では５名のFOP患者さんから採取された皮膚の線維芽細胞を用い、iPS細胞を樹立しました。

＜研究結果＞
（１）FOP患者さんから樹立したiPS細胞は骨化しやすい
　まず４種のFOP患者さん由来のiPS細胞と２種のコントロール用iPS細胞を作製しました。これらはいずれも３胚葉に分化する能力をもっており、多分化能を持った細胞でした。これらの細胞を骨化が促進される条件下で１５日間培養したところ、コントロールの細胞よりもFOP患者さん由来の細胞で骨化がより進行していました。（図１）

　※図１は、添付の関連資料を参照

（２）FOP患者さん由来のiPS細胞はより大きな軟骨を形成した
　次にコントロール用のiPS細胞２種類とFOP患者さんから樹立したiPS細胞３種を軟骨へと誘導するペレット培養を行ったところ、コントロールと比較してFOP患者さん由来の細胞ではより大きな軟骨を形成しました。

　※図２は、添付の関連資料を参照

　本研究により、FOPの病態を体の外で一部再現することができ、骨化・軟骨化を緩和するような薬の候補となる物質を探すための評価系を確立しました。これにより、FOPの創薬研究が一層加速することが期待されます。またFOPのみならず、希少疾患の患者さんから研究試料の採取が困難な疾患について、iPS細胞技術を活用してその病態を再現できる可能性を示し、創薬研究および疾患メカニズムの解明に、iPS細胞技術が利用できることを示しました。

＜書誌情報＞

　論文名
　”Induced　pluripotent　stem　cells　from　patients　with　human　fibrodysplasia　ossificans　progressiva　show　increased　mineralization　and　cartilage　formation”

　ジャーナル名
　Orphanet　Journal　of　Rare　Diseases

　著者
　Yoshihisa　Matsumoto１，２，３，Yohei　Hayashi４，Christopher　R　Schlieve４，５，Makoto　Ikeya２（＊），Hannah　Kim６，Trieu　D　Nguyen４，Salma　Sami４，Shiro　Baba４，Emilie　Barruet６，Akira　Nasu１，２，７，Isao　Asaka２，Takanobu　Otsuka３，Shinya　Yamanaka２，４，Bruce　R　Conklin４，６，Junya　Toguchida１，２，７（＊）and　Edward　C　Hsiao４，６（＊）
　＊責任著者

＜著者の所属機関＞

　※添付の関連資料を参照

＜用語説明＞
　病態モデル
　その病気に特徴的な症状や性質を再現したもの。研究を行う際には、病態モデルを用いて病気の原因究明を行う。これまでも病態を再現した実験動物が、病態モデルとして多くの基礎研究に利用されていた。しかし、ヒトと実験動物とではシステムが異なることもあり、有効な病態モデルが得られないこともあった。ヒトの疾患特異的iPS細胞から病態が再現できれば、ヒト細胞を用いた基礎研究が容易になることが期待されている。今回の成果はまさにその一例にあたる。

　コッサ染色
　組織中のカルシウムを検出する方法。本研究では骨化の指標としてカルシウムの量を検出している。


　・朝日新聞（１２月２５日夕刊　８面）、京都新聞（１２月２６日　２２面）、産経新聞（１２月２６日　２４面）、日刊工業新聞（１２月２６日　１５面）、日本経済新聞（１２月２６日　４２面）、毎日新聞（１２月２６日　４面）および読売新聞（１２月２６日　３０面）に掲載されました。