vitroでの骨形成過程を表す骨様結節(注1)をiPS細胞から誘導する方法を確立した。共焦点顕微鏡(注2)を用いたイメージング、タイムラプスイメージング(注3)を用いて分化過程の観察を行い、骨細胞様細胞が結節表面から内部へ移動する過程を可視化した。遺伝性骨疾患の1つである、骨形成不全症(注4)患者さん由来iPS細胞を用いて、結節形成能の低下及びI型コラーゲンの分布異常という病態を再現した。vitroでの骨形成過程を表す骨様結節を、レチノイン酸(注5)シグナルを用いることでヒトiPS細胞から10日間という短期間で誘導する方法を確立しました。vivoで骨組織を形成する能力を有していました。Imperfecta、OI)の病態再現を行いました。COL1A1遺伝子変異を有するOI患者さん由来のiPS細胞では、標準的iPS細胞及び変異修復iPS細胞と比較して骨様結節形成能の低下、I型コラーゲンの分布異常などが認められ、これまで指摘されているOIの病態が再現されました。有効性が示唆されているmTOR(注6)阻害剤(mTORi)を用いた実験を行ったところ、病態が部分的に改善されることを確認しました。本研究の成果は、骨形成過程に関わる病態の解析から創薬において、有用なアプローチとなることが期待されます。Engineering」で公開されました。骨組織は常に骨形成と骨吸収の過程(骨改変)を繰り返す動的組織です。vitroでの骨改変過程モデルの構築も重要なアプローチです。vitroでの再現系の構築を試みました。2013)、正常細胞からの誘導では安定した結果が得られていませんでした。疾患研究に有用となる、より簡便で安定した誘導法の開発に向けて研究を進め、この既存の誘導法にレチノイン酸シグナルを加えることで、iPS細胞からの骨分化誘導が促進されることを発見しました。今回、それを応用することで骨形成細胞の分化誘導法(骨様結節形成)を確立し、遺伝性骨疾患の病態再現に成功しました。従来の骨様結節誘導法にレチノイン酸シグナルを加えると、4日目より石灰化結節が認められ、10日目までその数は増加しました。骨細胞に特徴的な分化マーカーが、10日間の誘導期間で順を追って発現していることが分かりました。10日目の骨様結節を酵素処理で単離して、細胞形態を確認したところ、立方形の骨芽細胞様細胞と多数の突起を有した骨細胞様の細胞が認められました(図1)。これらにより、iPS細胞から誘導した骨様結節内には骨芽細胞及び骨細胞の特徴を有した細胞が含まれることが分かりました。次に、共焦点レーザー顕微鏡を用いたメージングにより、誘導した骨様結節の詳細を解析しました。