病態解析ポイント発生期におけるシグナル環境注1を模倣することで、体節細胞注2とよばれる中胚葉注3細胞の一種を高効率で誘導する方法を開発した。間葉系間質細胞注4様細胞への分化誘導に初めて成功した。FOP)注5患者さん由来iPS細胞に用い、その病態の一部を再現した。効果があることを示した。分化誘導する方法を確立しました。いう4つの全ての派生細胞を誘導したのは、世界初の成果です。これらの誘導法をFOP患者さん由来iPS細胞に用いてFOPの病態を再現し、さらに、先行研究で同定したFOPの進行阻害薬であるラパマイシンの効果を確認しました。これにより、本研究で確立した誘導法が疾患研究に有効であることが示されました。この研究成果は2018年8月24日午前10時(日本時間)に英国科学誌「Development」で公開されました。研究の背景ES細胞やiPS細胞といった多能性幹細胞を出発点とする分化誘導法を構築する際、発生期におけるシグナル環境を再現することは重要なヒントとなります。これまでの研究から、中胚葉細胞を誘導する際にはアクチビン/ノーダル/トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)注7シグナル、または骨形成タンパク質(BMP)注8シグナルが使われていました。この誘導条件で主に誘導される中胚葉は、側板中胚葉注9であり、別の亜集団である沿軸中胚葉注10への誘導効率は20%程度と高くありませんでした。皮筋節は、さらに骨格筋の前駆体である筋節と、真皮のもとである真皮節へと分化し、硬節からは主に骨軟骨と、腱および靭帯の前駆体である靭帯節が形成されます。このように沿軸中胚葉は脊つい動物の形態形成に重要な役割を果たす細胞であり、高効率な誘導法の確立が望まれていました。近年、いくつかの研究グループにより、異なるアプローチ方法での沿軸中胚葉の誘導法が発表されました。これらの研究では、アクチビン/ノーダル/TGFβシグナルの阻害剤添加という多能性幹細胞を神経(背側)方向への分化を誘導する条件と、比較的高濃度のGSK3注11阻害剤(WNTシグナル注12活性化剤)を組み合わせて培養することで、沿軸中胚葉マーカーを発現する細胞の誘導効率を70〜95%にまで高めることができました。これらの研究では沿軸中胚葉から分化する細胞のうち筋節や硬節への分化能は示されていましたが、真皮節や靭帯節への分化能は、分化誘導法が確立されていないという理由もあり、示されていませんでした。もととなる間葉系間質細胞に沿軸中胚葉が分化できるかどうかを検証した論文も存在しませんでした。分化可能であることを示しました。難治性希少疾患であるFOP患者さんから作製したiPS細胞に今回開発した誘導方法を適用し、FOPの病態を再現することに成功しました。本結果は、今回開発した分化誘導法が、正常および疾患のヒト体節の発生をモデル化するための強力なツールとなりうることを示しています。背側部分は皮筋節細胞(Dermomyotome)にそれぞれ分化する。硬節細胞の一部は靭帯節細胞(Syndetome)に分化し、皮筋節細胞は筋節細胞(Myotome)と真皮節細胞(Dermatome)へと分化する。(カッコ内はそれぞれで発現している遺伝子群。FGF注13-ONの条件でヒトiPS細胞を培養しました。