これらの過程を時空間的に理解するために、タイムラプスイメージングを用いて観察を行いました。vivoでの分化形態(類骨(石灰化前の骨組織)への骨芽細胞の埋没による骨細胞への分化)に類似した点があると考えられました。vivoでの骨形成能を評価しました。細胞を移植しなかった群では、新たな骨形成は認められませんでしたが、細胞移植群では欠損部に新生骨が認められ(μCT)、組織切片において類骨様組織の形成、またヒト特異的オステオポンチン(hOPN)での染色を確認でき、ヒト由来組織(iPS細胞由来)であることが確認できました。vivoにおいて骨形成能を有することが分かりました。vivoでの骨形成能(免疫不全マウスの頭蓋骨欠損部への細胞移植)左からμCT:細胞移植群で新たな骨形成を認める。組織切片(HE染色):細胞移植群で新たな骨形成を認める。組織切片(免疫染色(緑:hOPN、青:DAPI)):骨形成部は類骨様組織の形成を認め、ヒト特異的オステオポンチンが陽性であり、iPS細胞由来組織と考えられる。iPS)を用いた病態再現とmTORiの効果この誘導法を用いて、遺伝性骨疾患である骨形成不全症(OI)の病態再現を行いました。I型コラーゲンの免疫染色の比較を行いました。低下、コラーゲンの細胞外分布異常及び細胞内の蓄積を認めました。mTORiの添加により、これらは部分的な改善を認めました。vitroにおける病態再現が確認できました。有効性が示唆されているmTORiにおける部分的な改善も認めることから、この誘導系を用いて、候補薬剤の効果を確認することも期待できると考えられました。iPSにおいて石灰化の低下、mTORiによる部分的な改善を認める免疫染色(緑:I型コラーゲン、青:DAPI):上は誘導のままの染色で細胞外のコラーゲンを観察しており、下は単離細胞の染色で細胞内のコラーゲンを観察している。iPSにおいて、細胞外コラーゲンの分布不整、細胞内コラーゲンの蓄積を認め、mTORiにより部分的な改善を認める。まとめ本研究では、iPS細胞から短期間で骨様結節の形成に至る骨分化誘導法を確立しました。vivoでの分化過程に類似した点もあることから、骨形成細胞の分化過程の研究に応用出来ると考えます。患者さん由来iPS細胞を用いることで、骨形成不全症のような遺伝性骨疾患の病態解析・創薬への応用も期待されます。本研究は、下記機関より支援を受けて実施されました。vitroでの骨形成過程の特徴とされる。特定の場所に焦点を結ぶように励起光となるレーザーを照射し、標本の発する蛍光を測定することにより、厚みのある試料であっても高解像度の三次元情報の再構築が可能となる顕微鏡。(注3)タイムラプスイメージング一定間隔で連続撮影した何百枚または何千枚もの画像をつなぎ合わせて編集し、1つの動画にする手法。Imperfecta、OI)全身の骨脆弱性による易骨折性や進行性の骨変形に加え、様々な程度の結合組織症状を示す先天性疾患。90%以上の症例では、結合組織の主要な成分であるI型コラーゲンの遺伝子変異(COL1A1、COL1A2)により、質的あるいは量的異常が原因で発症するとされている。(注5)レチノイン酸ビタミンA(レチノール)の代謝物質で、成長や発達に必要なビタミンAの機能を媒介する。胚の発生初期には、胚の特定領域でレチノイン酸が生成し、胚の後部の発達を導く細胞間シグナル分子として、胚の軸に沿った前部/後部を決定する助けとなる。rapamycin)免疫抑制剤ラパマイシンの標的分子として発見されたタンパク質。哺乳類などの動物で細胞内シグナル伝達に関与するタンパク質の一種。活性化するとタンパク質の合成を増加させたり、分解を抑制したり、細胞分裂などの調節に中心的な役割を果たすと考えられている。Progressiva、FOP)結合組織に発生する稀な先天性疾患で、ACVR1遺伝子の変異に起因する。iPS細胞研究基金お問い合わせ。