再生医療実現拠点ネットワークプログラム

実施機関

iPS細胞研究中核拠点

拠点名 再生医療用iPS細胞ストック開発拠点
代表機関 京都大学
拠点長(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 所長/教授 山中 伸弥
概要 本拠点は、高品質で安全性の高い再生医療用iPS細胞ストックを構築し、臨床応用の実現を目指す研究機関へのストック供給体制を整備することで再生医療の実現化に大きく貢献し、我が国における関連産業の発展に寄与することを目的とする。具体的には、初期化メカニズムの解明等に基づくiPS細胞の高効率樹立法および安全性確認試験法の開発などを通して、10年間で、日本人の大半に適用でき、さらに欧米でも使用可能な再生医療用iPS細胞ストックを構築し、臨床応用を目指す各機関に提供し、新規医療技術体系として確立する。

疾患・組織別実用化研究拠点(拠点A)

拠点名 iPS細胞由来神経前駆細胞を用いた脊髄損傷・脳梗塞の再生医療
代表機関 慶應義塾大学
拠点長(所属 役職 氏名) 医学部 学部長/教授 岡野 栄之
分担機関 国立病院機構大阪医療センター、大日本住友製薬(株)
概要 脊髄損傷や脳梗塞はこれまで有効な治療法がなく、幹細胞を用いた再生医療の実現が切望されてきた。本拠点では、再生医療用iPS細胞由来神経前駆細胞ストックを構築し、これらの細胞を用いた造腫瘍性の解析による安全性スクリーニングおよび移植後の腫瘍化対応策を確立する。再生医療用iPS細胞由来神経前駆細胞ストックを活用し、亜急性期脊髄損傷に対して、臨床研究(First in Human)を実施する。さらに、慢性期脊髄損傷、亜急性期および慢性期脳梗塞に対して幹細胞移植療法の実用化を達成する。
拠点名 パーキンソン病、脳血管障害に対するiPS細胞由来神経細胞移植による機能再生治療法の開発
代表機関 京都大学
拠点長(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 副所長/教授 髙橋 淳
分担機関 理化学研究所、(公財)先端医療振興財団
概要 本拠点は、神経疾患において特に治療開発が急務であるパーキンソン病、脳血管障害を対象に、iPS細胞を用いた細胞移植治療の実現化を目指す。パーキンソン病では胎児細胞移植の部分的有効性が臨床で示されているが、倫理的問題、移植細胞の量的・質的課題等により広く普及するに至っていない。そこで本研究は、より安全かつ効果的な細胞移植を実現するため、孤発性パーキンソン病患者に対してiPS細胞由来神経細胞移植を目指す。さらに、脳血管障害患者の運動麻痺に対して、細胞移植による皮質脊髄路の再構築を目指す。
拠点名 視機能再生のための複合組織形成技術開発および臨床応用推進拠点
代表機関 理化学研究所
拠点長(所属 役職 氏名) 多細胞システム形成研究センター プロジェクトリーダー 髙橋 政代
分担機関 (公財)先端医療振興財団
概要 本拠点は、ヒト多能性幹細胞(ヒトES/iPS細胞)由来の視細胞移植により、網膜色素変性症などの網膜難病に対する再生医療の実現化を目指す。網膜難病は失明につながる重篤な進行性疾患であり、視細胞移植による治療への期待は大きい。これまで本拠点では立体網膜形成技術を開発しており、高純度で高密度の視細胞を含む神経網膜シートをヒトES/iPS細胞から作製する技術を確立してきた。そこで本研究は、ヒトES/iPS細胞を用いて、前臨床研究のための神経網膜シート調製技術、動物移植でのProof of Concept(POC)、臨床グレードの移植用神経網膜シートの調製および品質管理法、中型動物での機能性評価、臨床試験での安全性・拒絶反応等の詳細解析、ヒトでの機能性解析法の先鋭化・客観化と評価を行い、早期のヒトへの臨床応用の実現を目指す。
拠点名 iPS細胞を用いた心筋再生治療創成拠点
代表機関 大阪大学
拠点長(所属 役職 氏名) 大学院医学系研究科 研究科長/教授 澤 芳樹
概要 我が国の心不全による年間死亡数は約4万3千人で、これら重症心不全に対する根本的治療法は、心臓移植と人工心臓治療だが、ドナーの不足や人工心臓の耐久性などが問題となっている。よって根本的治療として、心筋再生治療法の研究開発は急務である。iPS細胞を用いた重症心不全治療を実現化するためには、大量に安定的にiPS細胞を培養し、心筋細胞を作成することが必須である。我々はこれまでに、ヒトiPS細胞からの心筋細胞の大量培養、未分化iPS細胞の除去方法を開発し、動物モデルを用いた有効性・安全性の評価を進めており、速やかな臨床研究開始を目指す。さらに、小児心不全や拡張型心筋症への適応拡大や、組織工学技術を駆使した厚みのある心筋組織の開発を目指す。本治療法は、患者さんのQOLを改善し、社会生活に障害となる後遺症を減らし、介護負担の回避や医療費軽減にもつながり、国民生活や社会福祉へ与えるインパクトは大きいと考えられる。

疾患・組織別実用化研究拠点(拠点B)

拠点名 培養腸上皮幹細胞を用いた炎症性腸疾患に対する粘膜再生治療の開発拠点
代表機関 東京医科歯科大学
拠点長(所属 役職 氏名) 大学院医歯学総合研究科 教授 渡辺 守
分担機関 慶應義塾大学
概要 本拠点は、腸管難病である炎症性腸疾患(潰瘍性大腸炎・クローン病)に対し、腸上皮幹細胞培養・移植技術、並びに消化管内視鏡による治療技術を統合した腸上皮再生治療の開発を行う。炎症性腸疾患は国内に22万人を超える患者がおり、今なお増加・難治化の一途である。本疾患の治療には粘膜上皮の再生が極めて重要であり、腸上皮を速やかに再生し得る治療法の開発が重要な課題となっている。1)内視鏡生検組織を用いた腸上皮幹細胞培養法の効率化、2)腸上皮幹細胞のデリバリー技術開発、及び動物モデルを用いた生着機能評価と安全性評価を行い、炎症性腸疾患に対する腸上皮再生治療を目指す。
拠点名 iPS細胞を用いた代謝性臓器の創出技術開発拠点
代表機関 横浜市立大学
拠点長(所属 役職 氏名) 大学院医学研究科 教授 谷口 英樹
分担機関 国立成育医療研究センター、(株)クラレ、味の素(株)、積水メディカル(株)
概要 本拠点は、ヒトiPS細胞を用いた臓器創出法を開発することにより、難治性肝疾患に起因する肝不全に対する再生医療の実現化を目指す。肝不全は致死的な病態であり、肝臓移植のみが唯一の救命手段である。しかしながら、世界的にドナー臓器の不足は明らかであり、iPS細胞から治療用ヒト臓器を人為的に創出するための技術開発が吃緊の解決課題となっている。本拠点では、これまでに器官発生プロセスを模倣することによりヒトiPS細胞から肝臓原基(肝芽)の創出を可能とする革新的な三次元培養技術を確立してきた。そこで本研究は、前臨床研究のためのヒトiPS細胞由来肝芽の大量調製・品質評価・移植操作技術、Proof of Concept(POC)の取得、中型動物での機能性評価等を実施することにより、臨床グレードの移植用ヒト肝臓の製造工程を構築し、肝不全に対する臨床応用の早期実現を目指す。
拠点名 NKT細胞再生によるがん免疫治療技術開発拠点
代表機関 理化学研究所
拠点長(所属 役職 氏名) 統合生命医科学研究センター グループディレクター 古関 明彦
分担機関 千葉大学、慶應義塾大学、国立病院機構本部総合研究センター
概要 本拠点は、iPS細胞技術を用いてNKT細胞を再生する技術を開発し、iPS細胞由来NKT細胞を用いたがん治療技術の開発と臨床応用を目指す。NKT細胞は、強い抗腫瘍活性を有するTリンパ球であり、その活性化療法は、すでに先端医療として承認されている。しかしながら、担がん状態に伴ってNKT細胞は減少したり機能不全に陥るため、NKT細胞標的療法の適応となる患者は一部に限局される。本研究では、NKT細胞をiPS 細胞技術を活用して増幅・誘導する技術を開発し、機能的なNKT細胞の補充による適応拡大を試みる。今までに、モデル動物を用いてiPS 細胞に由来するNKT細胞が十分な抗腫瘍活性を発揮することを、立証してきた。技術開発期間に、ヒトNKT細胞に由来するiPS細胞を樹立し、それらを治療目的に十分数のNKT細胞へと再分化させる技術を確立する。その後に、iPS細胞由来NKT細胞を用いた細胞療法の安全性と有効性を前臨床試験により検証した上で、頭頸部腫瘍、進行肺がん等を標的とした臨床応用を目指す。
拠点名 iPS細胞由来軟骨細胞を用いた軟骨疾患再生治療法の開発拠点
代表機関 京都大学
拠点長(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 教授 妻木 範行
分担機関 大阪大学、東京大学
概要 本拠点はiPS細胞ストックから軟骨細胞を分化誘導し、関節軟骨損傷と顔面軟骨先天性欠損に対する再生医療の実現を目指す。関節軟骨・顔面軟骨の欠損に対して、自家軟骨細胞移植が行われているが、移植細胞の品質と数は十分とは言えず、広くは普及していない。また、大型の軟骨を作製する場合には、新規足場の開発も必要である。本研究は、iPS細胞ストックから高品質な軟骨細胞を分化誘導する方法を開発する。iPS細胞から分化誘導した軟骨細胞の有効性と安全性を検証し、その保存方法の開発、HLAホモiPS細胞由来軟骨細胞の有効性の確認、動物軟骨欠損モデルを用いた前臨床試験を行う。限局した関節軟骨欠損に対して臨床試験を行った後に、より重症の関節軟骨損傷および顔面軟骨先天性欠損に対する臨床試験へと進み、軟骨疾患に対するiPS細胞由来軟骨細胞移植の実用化を達成する。
拠点名 iPS細胞を基盤とする次世代型膵島移植療法の開発拠点
代表機関 東京大学
拠点長(所属 役職 氏名) 分子細胞生物学研究所 教授 宮島 篤
分担機関 国立国際医療研究センター、(公財)実験動物中央研究所、(株)カネカ
概要 本拠点ではヒトiPS細胞から機能的膵島を作製し、重症インスリン依存性糖尿病に対する治療法の開発を行う。膵島移植は重症インスリン依存性糖尿病に対する根治的治療法ではあるが、絶対的なドナー不足と移植後の継続的な免疫抑制剤の使用による重篤な副作用や高額医療費等の重大な問題がある。そこでiPS細胞を効率的に膵島へと分化誘導するシステムおよびそれを基にした膵島大量調製法の開発、さらに膵島を免疫隔離膜で被覆して移植することで免疫抑制剤を不要とする移植法の開発を技術開発期間で行う。本格実施期間では、臨床グレードの膵島調製体制の整備と膵島グラフトの有効性・安全性の評価を行い、早期の臨床研究を目指す。

技術開発個別課題

課題名 難治性筋疾患に対する細胞移植治療法の開発
代表機関 国立精神・神経医療研究センター
代表研究者(所属 役職 氏名) 神経研究所 所長・遺伝子疾患治療研究部 部長 武田 伸一
分担機関 京都大学、大阪大学、藤田保健衛生大学、京都府立医科大学
概要 本課題では、筋ジストロフィーなどの難治性筋疾患に対する再生医療の実現化に向け、ヒトiPS細胞由来の骨格筋系譜幹細胞移植法の確立を目指す。ジストロフィン欠損によるDuchenne型筋ジストロフィー(DMD)は代表的な遺伝性筋疾患であり、その治療法に関しては様々な研究が進められているが、いまだ普遍的な治療法はない。DMDモデルマウスを用いた先行研究により、骨格筋系譜幹細胞移植は有効な治療法になりうると期待されているが、ヒトにおいては治療に十分な質と量の骨格筋系譜幹細胞を調整することが困難であった。そこで本研究は、ヒトiPS細胞からの骨格筋系譜幹細胞の分化誘導法、増殖培養法、純化法、移植法の開発研究を進め、多くの難治性筋疾患に対する普遍的な治療法になりうると期待される幹細胞移植再生治療法を確立する。
課題名 iPS細胞を用いた新規糖尿病治療法開発
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 教授 川口 義弥
概要 本課題では、iPS細胞を用いた機能的な膵臓細胞の作製方法の樹立を目指す。糖尿病は腎症、網膜症、神経障害、心血管障害等を含む様々な病態の基礎疾患である。糖尿病に対する薬物療法は進歩してきたが、インスリン不足によって生じる1型糖尿病の根本的治癒には、膵臓移植や膵島移植が必要と考えられる。移植を待つ患者数は多いにもかかわらず、現実は慢性的なドナー不足状態である。発生学の知見と臨床における膵島移植の長期成績から、「機能的な膵島細胞を作るためには、立体構築(疑似膵島様構築)の形成と外分泌細胞との共存が必要である」という仮説に立って、“膵臓を丸ごと作る”技術を開発する。iPS細胞から原腸組織を分化誘導してから、外分泌組織を含む疑似膵島を大量に作製する技術を確立し、移植方法の検討も併せて行い早期に臨床応用につなげることを目指す。
課題名 立体浮遊培養の再生医療への実用化のための自動化技術の開発
代表機関 川崎重工業(株)
代表研究者(所属 役職 氏名) マーケティング本部 MD技術開発室長 中嶋 勝己
分担機関 住友ベークライト(株)、大日本住友製薬(株)、住友化学(株)
概要 本課題は、幹細胞の立体浮遊培養の自動化を目指す。幹細胞の立体浮遊培養は、再生医療で有用な細胞や立体組織の産生に重要な技術であるが、平面培養に比して、培養技術の難度が高く、実用化技術の開発は遅れている。本研究は、疾患・組織別実用化研究拠点と連携し、川崎重工業の最先端ロボット技術を応用した容器ハンドリング技術、プラントで培われた液体ハンドリング技術、住友ベークライトの培養容器を中心とした基材面での革新的技術の開発と、大日本住友製薬と住友化学が有する品質評価技術で取り組む。自動化では、先ず、器具側の工夫で、操作法の単純化を図った上、その操作の自動化、並列化で大量・高速処理を目指す。
課題名 幹細胞パッケージングを用いた臓器再生技術と新規移植医療の開発
代表機関 慶應義塾大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 教授 北川 雄光
分担機関 東京大学
概要 従来の組織/細胞再生技術を進化させた新しい移植可能臓器再生技術、すなわち細胞を除去し骨格のみを再生利用する手法「脱細胞化」を基盤とし、これまで培ったヒトスケールでの臓器骨格の構造維持と、大動物への移植技術を元に、iPS細胞を用いた肝臓移植の臨床応用を目指す。本課題では、各研究拠点によって創出される再生組織/細胞を臨床現場へ届ける最終段階として汎用性の高い技術を提供するため、脱細胞化から移植に至るすべての工程を規格化し、製品化が可能な無菌的パッケージング法を確立する。本開発により、組織・臓器を越えて血液循環を実現化する3次元骨格と移植までの工程を確立し、再生医療実現化を加速する基盤技術へと発展することを目指す。
課題名 幹細胞培養用基材の開発
代表機関 大阪大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 蛋白質研究所 教授 関口 清俊
分担機関 (株)ニッピ
概要 iPS細胞等のヒト多能性幹細胞を医療応用するためには、これらの細胞を安全かつ安定に培養・増幅し、特定の細胞に効率よく分化させる培養技術の開発が必要となる。本研究では、そのための幹細胞培養用基材の開発を行う。生体内では、細胞が足場とする蛋白質は細胞ごとに異なっており、培養基材として使用する蛋白質も細胞ごとに最適化する必要がある。本研究では、細胞ごとに最適な足場を構成する蛋白質を探索し、iPS細胞の未分化性維持に適した培養基材、特定の細胞への分化誘導に適した培養基材、さらには分化誘導した細胞を上皮様細胞シートに加工する際に有用な培養基材の開発を行う。また、これら基材を用いて培養した(あるいは分化誘導した)細胞の安全性が担保されるよう、生物由来原料基準に適合したGMP規格での製品化を目指す。
課題名 慢性腎臓病に対する再生医療開発に向けたヒトiPS 細胞から機能的な腎細胞と腎組織の作製
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 教授 長船 健二
分担機関 横浜市立大学、医薬基盤・健康・栄養研究所
概要 本課題は、慢性腎臓病に対する再生医療の実現に向けてヒトiPS細胞から機能的な腎細胞と腎組織の作製法開発を目指す。慢性腎臓病は、我が国の成人の8人に1人が罹患していると推定されるほど頻度が高い。そして、根治的な治療法が少ないため再生医療の開発も期待されているが、ES/iPS細胞から腎細胞への分化誘導法は未だ世界的にも確立されてはいない。そこで本研究は、ヒトiPS細胞から胎児期の腎前駆細胞への分化誘導法の確立と血管化された機能的な腎組織の作製法開発を目指す。さらに、腎不全動物モデルを用いてヒトiPS細胞由来の腎細胞や腎組織の移植による再生医療開発の基盤研究を行う。
課題名 移植免疫寛容カニクイザルコロニーの確立と再生医療への応用
代表機関 滋賀医科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 教授 小笠原 一誠
分担機関 東海大学、京都大学
概要 本課題は、iPS細胞ストック構想の前臨床試験モデルとして使用可能な移植免疫寛容カニクイザルを供給する体制の開発・構築を目指す。MHCホモ個体より作成したiPS細胞由来細胞は、MHCヘテロ個体への生体内移植に際し、免疫拒絶反応がほとんど生じないことが予想される。この考えからiPS細胞ストック構想が生まれたが、臨床応用するためには前臨床試験モデルが必要になる。本研究者は、これまでにカニクイザルMHCホモ個体より作成したiPS細胞とMHCヘテロ個体を有してきているが、この移植免疫寛容カニクイザルコロニーをさらに拡充させ、iPS細胞由来細胞を用いる再生医療に向けた前臨床試験モデル動物として、再生医療実現拠点ネットワーク内外の研究者に幅広く提供できる体制を開発・構築する。
課題名 iPS細胞分化・がん化の量子スイッチング in vivo Theranostics
代表機関 名古屋大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院工学研究科 教授 馬場 嘉信
分担機関 京都大学
概要 本課題は、量子・磁気ナノ粒子ハイブリッド材料を創成し、量子スイッチングによるiPS細胞がん化・分化in vivo Theranostics(生体内診断・治療の融合)の実現を目指す。iPS細胞の臨床応用を進めるために、iPS細胞の生体内動態に加えてがん化・分化を診断し、異常な細胞は死滅させる技術の確立が切望されている。本研究は、iPS細胞に対して安全な量子ドット、磁性ナノ粒子と生体適合性材料によるカプセル化技術を開発し、量子スイッチング・磁気効果による生体内がん化・分化の診断、異常な細胞の死滅を可能とする量子・磁気ナノハイブリッド材料を創製する。骨・軟骨疾患・肝疾患を対象に本技術の有効性を確認するとともに、拠点と連携し臨床応用可能な技術開発を進め、iPS細胞の臨床応用を加速する。
課題名 iPS・分化細胞集団の不均質性を1細胞・全遺伝子解像度で高速に測定する技術の開発
代表機関 理化学研究所
代表研究者(所属 役職 氏名) 情報基盤センター ユニットリーダー 二階堂 愛
概要 本課題は、ヒトiPS細胞やiPS細胞由来分化細胞の細胞状態の不均一性を認識・評価する技術を開発し、再生医療の安全性・有効性を飛躍的に高める。iPS細胞やiPS細胞由来分化細胞は、均一な培養条件の同一コロニーにあっても、細胞状態が異なる細胞が含まれる。しかし、この不均一性が、どの程度、細胞移植に影響があるかが、解明されていない。細胞状態の不均一性を認識し制御するために、まず、細胞集団が持つ不均一性を定量する必要がある。そのためには、細胞状態を、細胞集団の平均値でなく、1細胞ごとに測定しなければならない。そこで本課題では、iPS細胞由来分化細胞集団の不均一性を1細胞・全遺伝子解像度で高速に測定する技術を開発する。そのために、1細胞発現量解析を精緻化し、そのデータから不均一性を判定するデータ解析手法の開発を目指す。
課題名 再生医療に用いるiPS細胞大量培養プラットフォームの開発
代表機関 旭硝子(株)
代表研究者(所属 役職 氏名) 技術本部中央研究所 特別研究員 熊谷 博道
概要 本課題は、iPS細胞の大量培養・安定供給に必要なプラットフォーム技術を構築し、再生医療の早期実現と国際展開への貢献を目的とする。iPS細胞等を用いた再生医療には、iPS細胞等を大量培養し、分化させる工程が大変重要で、その際、適切な培養容器、および増殖・分化を促す液性因子が必要となる。我々は「安全性」と「堅牢性」の観点で、これら製品の製造・供給を目指す。液性因子の製造にあたっては、各種規制への対応が必要であるが、我々は厳密な医薬品製造管理に適合したタンパク質医薬品製造の豊富な経験があり、また、細胞塊(胚様体)形成用の三次元培養容器を開発してきた。本課題では、これらの研究開発を通じて、再生医療実用化において重要なiPS細胞培養技術の基盤構築を行い、早期実現をサポートする。
課題名 心機能再生を目指した特定因子による細胞変換技術開発
代表機関 東京大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 分子細胞生物学研究所 准教授 竹内 純
分担機関 京都大学
概要

心不全はじめ心機能疾患において、悪化予防因子または病変部への心筋導入は極めて有効な治療法として期待される。そこで、本課題は、心臓疾患の治療ツールの提供を目的とし、「簡便・迅速・確実」な心臓細胞分化・再生法の確立を目指して3つのプロジェクトを遂行する。(1)プログラム化:iPS細胞から直接、単一心臓細胞(心臓前駆細胞および心房筋・心室筋・ペースメーカ細胞の各種)を樹立し、心疾患の病態解明の解析ツールとして、また移植用細胞として臨床研究拠点および臨床現場への提供を図る。(2)リプログラム化:心疾患の病変部において心筋再生に付与する運命転換因子の特定により、移植を伴わない新たな心筋導入法の提案および「心筋の若返り」を目指す。さらに、(3)遺伝子導入用ベクターカセットの開発:研究(1)・(2)の遂行に適したベクター開発により、医療応用への橋渡し研究としての役割を果たす。

課題名 多能性幹細胞から多種類の分化細胞を、最短時間、高効率、高品質、大量、自在に生産するための基盤技術開発と産業化応用
代表機関 慶應義塾大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 教授 洪 実
概要 本課題では、ヒト多能性幹細胞(ES/iPS細胞)から多種類の分化細胞を効率よく誘導する基盤技術の開発を目指す。従来の細胞分化誘導法は、増殖因子や細胞培養条件を調整し、長期間の細胞培養で細胞の種類を作り分ける手法が主流であったが、再生医療の早期実現化のためには、ヒト多能性幹細胞から多種類の分化細胞を短い時間で高効率に作成する基盤技術が必要不可欠である。本開発では、ヒト多能性幹細胞から効率よく、さまざまな分化細胞を誘導できる転写調節因子を多数同定し、更にその組み合わせを検討する。また、これらの因子をヒト幹細胞に発現させるためのカクテルを開発し、その技術の産業化を目指す。
課題名 iPS 細胞・体性幹細胞由来再生医療製剤の新規品質評価技術法の開発
代表機関 東京医科歯科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院発生発達病態学分野 教授 森尾 友宏
分担機関 (公財)かずさDNA研究所、国立医薬品食品衛生研究所
概要 本課題では、iPS細胞・体性幹細胞由来再生医療製剤の次世代品質保証技術として、「体系的迅速微生物検出系」及び「遺伝的安定性検証系」を立ち上げ検証することを目指す。iPS細胞製剤での遺伝的不安定性や、細胞製剤での微生物の混在・増幅を高感度にかつ安価、迅速に検証する系が求められている。微生物検出系では重要なウイルスや日欧米三極局方掲載マイコプラズマ種を網羅するPCR系を立ち上げると共に、細菌・真菌では調製当日に判定可能な検査系を開発する。最終的には全微生物種を1プラットフォームで測定する系としてキット化するとともに、遺伝的安定性検証系では少数細胞での遺伝子変異の蓄積や遺伝子欠失・修飾を検出する先端的計測系の開発を目指す。
課題名 ブタ等大型動物を利用するiPS細胞技術の開発
代表機関 自治医科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 先端医療技術開発センター センター長
分子病態治療研究センター 再生医学研究部 教授 花園 豊
概要 本課題は、ブタ等大型動物を用いて、ヒトiPS細胞由来の造血幹細胞・赤血球・血小板の作製を目指す。ヒトiPS細胞から臓器再生を目指す研究は、現在のところ試験管内における分化誘導実験が中心だが、試験管内の分化誘導効率は必ずしも高くなく、試験管内では臓器発生や体内分化を完全には再現できない。そこで今後、動物体内での臓器づくりを目指す研究が望まれている。本研究は、まず増殖・分化能に優れ、安全性の高い医療用iPS細胞を作製し、iPS細胞由来の造血幹細胞・赤血球・血小板をブタ・ヒツジの体内で作製することを目指す。
課題名 再生医療用製品の大量生産に向けたヒトiPS細胞用培養装置開発
代表機関 東京女子医科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 先端生命医科学研究所 准教授 松浦 勝久
分担機関 エイブル(株)、旭化成(株)
概要 本課題は、iPS細胞を用いた再生医療用製品を大量生産する培養装置の開発を目指す。本研究者らは、既に、ヒトiPS細胞に適した3次元浮遊懸濁撹拌培養技術、単一細胞状態を高密度未分化増幅する技術を開発した。さらには、ヒトiPS細胞を高効率・高収量で心筋に分化誘導する技術、細胞シートをヒト心筋組織の構築に応用する技術を開発した。そこで、本課題では、本研究者らが培ってきた独自技術を改良発展させ、疾患・組織別実用化研究拠点とも連携し、ヒトiPS細胞を用いた心筋のFirst in Human試験において、供給面や技術面に関する寄与を目指す。さらに未分化培養および分化誘導培養の全工程を自動化する技術、再生医療用製品原材料を安定かつ安全確実に供給する培養装置の開発を目指す。
課題名 歯・外分泌腺などの頭部外胚葉器官の上皮・間葉相互作用制御による立体形成技術の開発
代表機関 理化学研究所
代表研究者(所属 役職 氏名) 多細胞システム形成研究センター チームリーダー 辻 孝
分担機関 (株)オーガンテクノロジーズ
概要 本課題は、iPS細胞から上皮・間葉相互作用の精密制御による頭部外胚葉器官(歯や外分泌腺)の立体形成技術と生体外器官育成技術の開発を目指す。歯の喪失や分泌腺機能障害(口腔乾燥症など)では、人工物による代替療法や対症療法しか治療法がないため、本質的に機能回復する再生治療の開発が期待されている。
本技術開発では、疾患・組織別実用化研究拠点と連携して、上皮性、間葉性幹細胞の精密操作技術である「器官原基法」を応用・発展させ、ヒトiPS細胞から上皮性、および間葉性幹細胞を誘導し、人為的に頭部外胚葉性器官を再生する技術を開発する。また、三次元的に高度な複合化組織としての器官を育成し、機能器官の再生を実現する。
課題名 再生医療のための細胞システム制御遺伝子発現リソースの構築
代表機関 産業技術総合研究所
代表研究者(所属 役職 氏名) 創薬分子プロファイリング研究センター チーム長 五島 直樹
分担機関 (一社)バイオ産業情報化コンソーシアム
概要 再生医療におけるiPS細胞の誘導、分化誘導、体細胞のダイレクトリプログラミング等では、遺伝子導入による細胞システム制御技術が極めて重要である。すでにヒト全遺伝子の約80%をカバーするヒト遺伝子発現リソースのライブラリーを構築しているが、本開発では細胞の初期化や分化等に関わる時空間特異的な細胞システム制御遺伝子発現クローン(スプライシングバリアントも含む)を重点的に取得してデータベース化を行う。そして、各研究拠点との連携を取って細胞システム制御遺伝子発現クローンを整備し、供給体制を整えることによって再生医療研究の加速を進める。また、注目すべき細胞システム制御遺伝子の機能的プロテオミクス解析を独自のプロテインアレイを駆使して実施する。
課題名 ヒトiPS 細胞を用いた視床下部-下垂体ホルモン産生細胞の分化誘導法と移植方法の開発
代表機関 名古屋大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部附属病院 助教 須賀 英隆
分担機関 藤田保健衛生大学
概要 本課題では、ヒトiPS細胞から視床下部-下垂体系の組織構築と、臨床応用を目標とした効果的な移植術の確立を目指す。視床下部-下垂体系は、生命の維持・全身の恒常性制御に必要不可欠であるが、多様な疾患により障害され、重篤な症状をもたらす。視床下部-下垂体系の複雑で緻密な制御を再現するために、多能性幹細胞を用いた再生医療に期待が集まる。これまで本研究グループでは、マウスES細胞から視床下部バゾプレシン細胞や下垂体前葉組織を作成する技術を確立してきた。本開発では、ヒトiPS 細胞からの産生技術を開発、移植法を確立し、疾患モデル動物での前臨床研究を行って、臨床応用に向けた移植効果実証を目指す。
課題名 肝細胞移植に向けたヒトiPS 細胞由来肝幹前駆細胞の維持・増殖技術の開発
代表機関 大阪大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院薬学研究科 教授 水口 裕之
分担機関 (株)リプロセル
概要 肝硬変などの肝疾患の根治的治療として肝細胞移植が有効であるが、ドナー不足が深刻な問題である。また、成熟した肝細胞は増殖能が低いため、細胞培養による大量調製は困難である。iPS細胞はほぼ無限の増殖能があるため、ヒトiPS細胞から肝細胞を分化誘導し、肝細胞移植等への応用が期待されている。我々はこれまでにヒトiPS細胞から肝細胞の分化誘導に成功しているが、再生医療に使用できる大量の肝細胞を調製することは困難であった。本課題では、肝細胞の前駆細胞である肝幹前駆細胞を再生医療に適した培地と最適化されたラミニンを用いて維持・純化・増幅し、高機能な肝細胞を作製する技術を開発する。品質の確保された肝細胞を大量に調製できれば、肝細胞移植への応用につながる。
課題名 再生医療における血管形成制御技術の開発
代表機関 大阪大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 微生物病研究所 教授 高倉 伸幸
概要 本課題は、血管形成は臓器再生において必須の現象であることに鑑み、再生臓器と体循環との連結のみならず、肝臓の類洞血管等の再生臓器内の臓器特異的血管を迅速に誘導する技術の開発を目指す。本研究者らは、最近、既存の血管内に内皮幹細胞が存在することを見出し、この幹細胞により臓器特有の血管構造が形成され、血管径の太い血管がこの幹細胞のみから形成されるという知見を得た。そこで、本課題では、上記知見に基づき、生体内で僅少な内皮幹細胞を試験管内増幅させる技術、内皮幹細胞を大量に回収する技術の開発を目指す。さらに内皮幹細胞を細胞源とし、血管成熟化のメカニズムを応用して、臓器特異的な血管形成を可能とする技術の開発を目指す。

再生医療の実現化ハイウェイ

課題A:短期での臨床研究への到達を目指す再生医療研究

研究課題名 磁性化骨髄間葉系細胞の磁気ターゲティングによる骨・軟骨再生
代表機関 広島大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医歯薬保健学研究院 教授 越智 光夫
分担機関 (株)ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング
概要

本課題では、関節軟骨欠損と難治性骨折に対する低侵襲で有効性の高い細胞移植治療の確立を目指す。高齢者が要介護になる主な原因として「関節疾患」と「骨折」が挙げられ、これら2つの疾患の予防と治療が超高齢化社会を迎える我が国の医療における喫緊の課題である。

そこで本研究では、磁性化した骨髄間葉系幹細胞の品質評価と安全性評価に関する研究を行い、体外から外磁場で磁性化間葉系幹細胞をコントロールすることで損傷部へ移植細胞を集積させる方法(磁気ターゲティング)を開発し、低侵襲で有効性の高い治療法の確立を目指す。

研究課題名 滑膜幹細胞による膝半月板再生
代表機関 東京医科歯科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 再生医療研究センター センター長/教授 関矢 一郎
概要 本課題は滑膜由来自己間葉系幹細胞を用いた半月板損傷の治療、更に変形性膝関節症の予防・治療を目的とする。研究実施項目「半月板縫合後の治癒促進」においては、半月板縫合術後に自己滑膜間葉系幹細胞を関節内投与することにより半月板の治癒を促進し、半月板縫合術の治療成績を向上させることを目指している。また、研究実施項目「欠損半月板の再生」においては、半月板が欠損した膝関節内に自己滑膜間葉系幹細胞を注入することにより半月板を再生させることを目指している。
研究課題名 培養ヒト角膜内皮細胞移植による角膜内皮再生医療の実現化
代表機関 京都府立医科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学研究科 教授 木下 茂
分担機関 同志社大学
概要 研究代表者らは、角膜内皮機能不全の治療には組織幹細胞を含む角膜内皮細胞移植が不可欠と考え新規治療法の研究開発に取り組んで来た。また、Rho キナーゼ(ROCK)阻害剤が霊長類の角膜内皮細胞の増殖と基質接着性を促進することを発見し、ヒト角膜内皮細胞の未分化性を維持した大量培養を可能にした。基質を用いないで ROCK 阻害剤を併用した培養角膜内皮細胞を霊長類モデルに移植する手術を行いその有用性を確認したが、ヒトにおいても培養ヒト角膜内皮細胞移植により角膜内皮再生医療の実現化を目指す。
研究課題名 培養ヒト骨髄細胞を用いた低侵襲肝臓再生療法の開発
代表機関 山口大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学系研究科 教授 坂井田 功
分担機関 (公財)先端医療振興財団、新潟大学
概要 現在先進医療Bで実施している臨床研究(全身麻酔下に採取した自己骨髄細胞を用いた肝臓再生療法)を低侵襲なものに発展させ、局所麻酔下に採取した少量の骨髄細胞液から肝機能改善効果のある細胞を体外で培養増殖し、末梢静脈から点滴投与する方法を開発する。これまでにマウスを用いた基礎研究で、この細胞が肝機能改善効果をもたらすことを明らかにできたので、骨髄間葉系マーカー陽性細胞の安全性や有効性評価を、大型動物モデル系を用いて実施し Proof of Concept(POC)を確立した。そこで、現行の臨床研究では適応外となる進行した肝硬変患者を対象にして、必要な設備等を整え厚生労働省より臨床研究実施計画の承認を得てから臨床研究を実施する。

課題B:中長期で臨床研究への到達を目指す再生医療研究

研究課題名 iPS細胞技術を基盤とする血小板製剤の開発と臨床試験
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 教授 江藤 浩之
分担機関 慶應義塾大学、日本赤十字社近畿ブロック血液センター
概要

本課題では、将来の献血者不足を考慮して献血に頼らない血液製剤の供給、あるいは献血で確保困難な稀な血液製剤の供給を目的とし、ヒトiPS細胞から作製する血小板の研究開発を行う。目指す最終目標は、献血に頼らず、保存安定性に優れ、病原汚染の危険性を排した血小板を安定的に供給することで、人類の健康・福祉に大きく貢献し、最終的には産業的にも大きな世界的市場の形成を目指す事にある。

そこで、(1)臨床応用可能な特定の血小板型、HLAをもつiPS細胞を基に、巨核球細胞株を京都大学iPS細胞研究所内のGMP基準細胞調製施設において作製・選別し、(2)免疫不全マウス、および血小板減少を呈するウサギの疾患モデルへの輸血による有効性と安全性を確認する。(3)iPS細胞から作製する血小板製剤に関しては、分担機関である慶應義塾大学が開発している人工血小板製剤との相乗効果も検証する。(4)更に並行して京大病院(iPS細胞臨床開発部、小児科、血液・腫瘍内科、輸血細胞治療部、臨床研究総合センター)、日本赤十字社の支援のもとに臨床研究プロトコルや実施計画書を作成し、平成27年から28年までに国内での第1例目の臨床研究開始を目指す。

研究課題名 iPS細胞を用いた角膜再生治療法の開発
代表機関 大阪大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学系研究科 教授 西田 幸二
分担機関 慶応義塾大学、東京女子医科大学
概要 難治性の角膜上皮疾患や角膜内皮疾患に対しては、ドナー角膜を用いた角膜移植法が行われてきたが、全世界的なドナー不足の問題や拒絶反応の問題を抱えている。これらの問題を解決するために、本研究ではiPS細胞を用いた新しい角膜再生治療法の開発に取り組んでいる。角膜上皮については、「角膜上皮幹細胞疲弊症」の治療を目的として、iPS細胞から移植可能な「培養角膜上皮細胞シート」の作製とその移植法の開発を目指す。また、角膜内皮については、「水疱性角膜症」の治療を目的として、iPS細胞から移植可能な「培養角膜内皮細胞」の作製とその移植法の開発を目指し、研究を行っている。
研究課題名 iPS細胞を用いた再生心筋細胞移植による重症心不全治療法の確立
代表機関 慶應義塾大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 教授 福田 恵一
概要 本課題では臨床応用に向けたtranslational researchとしてブタを中心とする大型動物にヒトiPS細胞由来の心筋細胞を移植することで再生心筋細胞移植の安全性および有効性を評価する。iPS細胞の心筋細胞への分化誘導および大量培養を実施し、純化精製した後に健常マイクロミニブタへの移植を行い、純化の程度が充分かどうか、未分化幹細胞の混入がどの頻度でどの程生じるかを評価し、培養系での心筋分化誘導のプロセスが適切かどうかにフィードバックすることで、臨床応用に向けたヒトiPS細胞由来心筋細胞培養および移植法のプロトコールを確立することを目指す。
研究課題名 重症高アンモニア血症を生じる先天性代謝異常症に対するヒト胚性幹(ES)細胞製剤に関する臨床研究
代表機関 国立成育医療研究センター
代表研究者(所属 役職 氏名) 研究所 副所長 梅澤 明弘
分担機関 慶應義塾大学
概要 本課題は、小児先天性代謝異常症のひとつ重症高アンモニア血症の患者に対して、ヒトES細胞由来肝細胞を用いた治療法を開発することを目的としている。低体重やドナー適合者不在等の理由により、即時的な生体肝臓移植手術が困難な患者に対する橋渡し的治療法として、ES細胞から分化誘導させた肝細胞は、有効な治療法になり得ると考えられる。この研究では、分化誘導した肝細胞について、病態モデル動物を用いて有効性の検証を行い、さらに細胞製造、品質評価などの技術を確立し、安全性の検証を実施してから、発症した新生児について臨床研究を行う。この研究においては、細胞投与後も生体肝移植手術が施行可能となるまでの間、高アンモニア血症による脳障害の予防や全身状態の管理も必要であり、そのプロトコールの作成を行うとともに早期の臨床応用を目指す。

課題C:再生医療の実現化を目指す研究の支援

研究課題名 再生医療の早期実現化と国際展開に向けた研究開発支援
代表機関 医薬基盤・健康・栄養研究所
代表研究者(所属 役職 氏名) 創薬資源部(兼)難治性疾患治療開発・支援室 部長 (兼)研究リーダー 松山 晃文
概要 本課題では、再生医療実現拠点ネットワークプログラムの拠点・課題に対して、運営支援及び臨床展開支援を行うとともに、これらを有機的に統合することで、再生医療の早期実現化と国際展開に向けた支援を実施します。また、研究成果を取りまとめ、発信及び必要な連絡調整を行い、プログラム全体の総合的推進の支援を行います。

課題D:再生医療の実現化に向けた研究開発における倫理上の問題に関する調査・検討・支援

研究課題名 再生医療研究における倫理的課題の解決に関する研究
代表機関 東京大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医科学研究所 教授 武藤 香織
分担機関 国立がん研究センター
概要 本課題では、再生医療の臨床研究に従事する研究者及び研究機関、施設の倫理委員会等に、具体的な倫理支援を提供する。また、再生医療研究に関する倫理的・法的・社会的課題(ELSI)に対して、学際的な研究グループを組織して、再生医療における倫理支援・倫理教育について体制の確立を目指す。併せて、学際的な調査研究を通じて、再生医療が社会に受け入れられ調和して進むよう手助けする。

疾患特異的iPS細胞を活用した難病研究(平成24~28年度)

樹立拠点:疾患特異的iPS細胞の樹立および疾患研究に必要な細胞種への分化誘導、およびその供与

研究課題名 疾患特異的iPS細胞樹立促進のための基盤形成
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 所長/教授 山中 伸弥
概要 iPS細胞は、患者を含む特定の個人由来の多能性幹細胞として樹立できる点で画期的であり、患者から樹立されたiPS細胞(疾患特異的iPS細胞)を用いた難治性疾患の病態解析、創薬、治療法開発が期待されている。一方で、リプログラミング技術の発展とともにヒトES細胞/iPS細胞の遺伝子改変技術も進歩を遂げており、これらの細胞の遺伝子改変を行って疾患・病態解析が行われる時代の到来が予測される。このような状況において本拠点は、様々な疾患特異的iPS細胞の樹立、及び疾患責任遺伝子に改変を加えたヒトiPS細胞の作製を行い、それらの細胞を公的な細胞バンクに寄託し、我が国における疾患解析や創薬研究等の研究基盤の確立を目指す。

共同研究拠点:疾患特異的iPS細胞を用いた疾患研究および創薬の成功例を創出

研究課題名 高品質な分化細胞・組織を用いた神経系および視覚系難病のin vitroモデル化と治療法の開発
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 教授 井上 治久
分担機関 理化学研究所
概要 本拠点では、京都大学と理化学研究所がこれまで再生医療などの開発を通して蓄積してきたヒトiPS細胞の樹立技術、分化技術、純化技術などを応用して、神経系および視覚系の疾患モデル細胞・組織を形成する。それらを難治性疾患研究班(以下、難治性疾患研究班と呼ぶ)の臨床研究者に技術提供することで、未だ病因・病態に不明な点が多い神経系および視覚系の難治性疾患に対する研究の推進と画期的な治療法の開発への貢献を目指すものである。京都大学が「神経系難病」、理化学研究所が「視覚系難病」、「神経内分泌系難病」および「神経系難病」を担当し、かつトップクラスの臨床研究者が参加・研究連携を行うことで、高い国際競争力を生み出し、成功例を創出することが期待される。さらに、こうした基盤を国内の創薬企業での研究開発にも拡げ、難治性疾患・希少疾患に対する治療薬の開発を大幅に加速することを目指している。
研究課題名 疾患特異的iPS細胞技術を用いた神経難病研究
代表機関 慶應義塾大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 学部長/教授 岡野 栄之
分担機関 東京大学
概要 神経変性疾患研究における細胞生物学的あるいは生化学的な病態解析は、患者における病変部位のアクセスの困難さから、これまでモデル細胞やモデル動物を用いた解析が主体であった。しかしながら、これらのモデルは必ずしも病態を反映しているとは限らない。また、死後脳を用いた解析においては、発症初期あるいは発症前の細胞生物学的、生化学的変化をとらえることが困難という問題点があった。疾患特異的iPS細胞を用いることによって、様々な構成細胞を有する神経系において、患者の成体内で起きている現象を生体外で再現することが可能となってきた。本拠点では、これまで開発してきた疾患特異的iPS細胞樹立方法と、神経疾患を解析するための各種神経系細胞への分化誘導方法を更に効率化して、難治性疾患実用化研究事業研究班(以下、「難治性疾患研究班」)にその技術を移転することとしている。それにより、難治性疾患研究班において神経疾患iPS細胞を用いた解析を実現化し、特に創薬研究を中心に国内における神経変性疾患の研究全体の加速を行うものである。
研究課題名 iPS細胞を用いた遺伝性心筋疾患の病態解明および治療法開発
代表機関 東京大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学系研究科 講師 森田 啓行(代表研究者代行)
分担機関 慶應義塾大学、国立成育医療研究センター
概要 心疾患は日本における死因の第2位を占めている。医学の発達により様々な心疾患の病態が解明され治療法が開発されたが、遺伝性心筋疾患(心筋症、遺伝性不整脈)の病態解明および病態に基づいた治療法の開発は進んでいない。遺伝性心筋疾患の病態解明および治療法開発を妨げる最大の要因は、解析に必要な量・質の心筋細胞を遺伝性心筋疾患患者から得ることができない点であり、疾患特異的iPS細胞由来心筋細胞を用いて心筋症患者と同一の遺伝子を有する心筋細胞を解析することで、遺伝性心筋疾患の病態が明らかになると考えられる。本拠点の目的は、難治性疾患克服事業研究班(以下、「難治性疾患研究班」)と共同で遺伝性心筋疾患の患者から疾患特異的iPS細胞を樹立、心筋細胞へと分化させた後に純化させた心筋細胞の表現型を解析することで、遺伝子変異と患者の表現型をつなぐ心筋細胞の異常を明らかにすることである。事業終了時までに50名以上の患者から疾患特異的 iPS細胞を樹立、品質確認の上で理化学研究所バイオリソースセンター(以下、「理研BRC」)に寄託するとともに、製薬企業とともに心筋細胞を用いた創薬スクリーニング系を5件以上確立し、遺伝性心筋疾患治療薬の候補化合物を1つ以上同定することを目標にしている。
研究課題名 疾患特異的iPS細胞を活用した筋骨格系難病研究
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 再生医科学研究所/iPS細胞研究所 教授/副所長 戸口田 淳也
分担機関 国立精神・神経医療研究センター
概要 骨・軟骨・骨格筋領域には数多くの遺伝性疾患が存在しているが、多くの疾患に対して根治的な治療法がないだけではなく、進行を抑制することも困難な場合が多いため、新規治療法の開発が切望されている。本拠点では、難治性疾患実用化研究事業研究班(以下、「難治性疾患研究班」)との連携のもとに収集した、稀少な筋骨格系の難治性疾患患者の体細胞よりiPS細胞を樹立することとしている。さらに、これまでに培った分化誘導技術を用いて、疾患特異的iPS細胞を疾患原因となっている骨、軟骨、骨格筋細胞に分化させる。できた細胞の品質評価を行った上で、その細胞を用いて難治性疾患研究班及び製薬企業とともに病態解明並びに創薬研究を進めることにより、革新的治療薬の開発を推進することを目的としている。
研究課題名 難治性血液・免疫疾患由来の疾患特異的iPS細胞の樹立と新規治療法開発
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 副所長/特定拠点教授 中畑 龍俊
分担機関 東京大学
概要 本拠点は、疾患特異的iPS細胞を用いて、難治性血液・免疫疾患の病態解明、新たな治療の開発を目指し、難治性疾患実用化研究事業研究班と連携し、疾患特異的 iPS細胞の樹立を行う。担当分野は血液・免疫細胞(血球系)分野である。iPS細胞由来の血球分化系では、胎児期造血を再現するほか、成熟血球の機能解析も十分可能であることが判明しており、iPS細胞を用いた病態解析が疾患の本態に迫る研究になり得ると期待される。また、血液疾患の根治的治療は、多くの場合、造血幹細胞移植に頼っており、より低侵襲の特異的治療が多くの疾患で望まれている。また、代表機関と分担機関が連携・分担して講習会等を実施し、iPS細胞技術の普及にも貢献している。

疾患特異的iPS細胞の利活用促進・難病研究加速プログラム(平成29年度~)

研究拠点Ⅰ

疾患特異的iPS細胞を用いて疾患メカニズムを解明し、表現型解析や疾患モデリングなど解析技術の高度化を行います。その成果を基に、創薬のためのスクリーニング系の確立を行います。

研究課題名

神経疾患特異的iPS細胞を活用した病態解明と新規治療法の創出を目指した研究(1)

代表機関 慶應義塾大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部長/教授 岡野 栄之
研究課題名 疾患iPS細胞を活用した難治性血液・免疫疾患の病態解明と治療法開発
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 准教授 齋藤 潤
研究課題名 筋疾患に対する治療薬の創出を目指した研究
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 准教授 櫻井 英俊
研究課題名 難治性骨軟骨疾患に対する革新的iPS創薬技術の開発と応用
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) ウイルス・再生医科学研究所/iPS細胞研究所 教授/副所長 戸口田 淳也
研究課題名 ヒトiPS細胞を用いた呼吸器難病の病態機序の解明と新規創薬基盤の確立
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学研究科 教授 平井 豊博
研究課題名 難治性心筋症疾患特異的iPS細胞を用いた集学的創薬スクリーニングシステムの開発と実践
代表機関 大阪大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学系研究科 特任教授 宮川 繁

研究拠点Ⅱ

疾患特異的iPS細胞を用いて疾患メカニズムを解明し、表現型解析や疾患モデリングなど解析技術の高度化を行います。

研究課題名 疾患特異的iPS細胞をもちいた小児難治性疾患の統合的理解と創薬開発
代表機関 大阪大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部附属病院 講師 北畠 康司
研究課題名 iPS細胞由来心筋細胞を活用した遺伝性拡張型心筋症の病態解明と治療薬開発
代表機関 東京大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部附属病院 教授 小室 一成
研究課題名 疾患モデル高度化による視床下部・下垂体難病研究
代表機関 名古屋大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部附属病院 講師 須賀 英隆
研究課題名 疾患特異的iPS細胞を用いた下垂体疾患モデルの創出を目指した研究
代表機関 神戸大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 准教授 高橋 裕
研究課題名 疾患特異的iPS細胞を用いた遺伝性腎疾患の病態解明拠点
代表機関 熊本大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 発生医学研究所 教授 西中村 隆一
研究課題名 小児てんかん性脳症の革新的創薬を見据えた病態解析
代表機関 福岡大学
代表研究者上(所属 役職 氏名) 医学部 教授 廣瀨 伸一
研究課題名 疾患iPS細胞由来3D心臓組織による新しい不整脈モデルを用いた遺伝性心疾患の病態解析と治療応用
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 教授 山下 潤
研究課題名 早老症疾患特異的iPS細胞を用いた老化促進メカニズムの解明を目指す研究
代表機関 千葉大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院医学研究院 教授 横手 幸太郎

バンク活用促進課題

理研バイオリソースセンターに寄託された細胞の利活用促進のために、付随する情報や品質の管理、分譲までの加速等を行います。

研究課題名 疾患特異的iPS細胞バンク事業
代表機関 理化学研究所
代表研究者(所属 役職 氏名) バイオリソースセンター 室長 中村 幸夫

iPS細胞樹立課題

健常人や我が国特有の疾患のiPS細胞株を樹立し、多型情報や、分化効率の情報等を付随させます。iPS細胞樹立技術の移転・普及を行います。

研究課題名 日本人健常人集団由来iPS細胞株の構築
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) iPS細胞研究所 所長/教授 山中 伸弥

幹細胞・再生医学イノベーション創出プログラム

研究課題名 分化・成熟過程の人為的制御による再構築腎臓組織への機能賦与
代表機関 熊本大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 発生医学研究所 教授 西中村 隆一
分担機関 東京大学
概要 腎不全によって人工透析を受ける方は増加の一途で32万人となり、医療費は年間1.5兆円に上る。一方で腎移植のドナーは圧倒的に不足しており、腎臓を試験管内で作ることも夢物語とされてきた。腎臓には尿を作る糸球体と呼ばれる装置が多数あり、そこで作られた尿は、集合管を通って一つに集められ、腎臓から出ていく。我々はヒトiPS細胞から糸球体を含む腎臓の3次元構造を作成することに成功した。しかし誘導できる糸球体はまだ未熟であり、集合管も形成されていないので尿が流れない。そこで流体工学の手法を取り入れて尿の流れを模倣することによって、より成熟した糸球体を試験管内で作製して、薬剤開発の基盤技術とする。さらに尿の出口側である集合管を作り、動物に移植して尿を流す方法を開発することで、再生医療に向けて前進することを目指す。
研究課題名 ダイレクトリプログラミングによる心臓再生と分子基盤解明
代表機関 慶應義塾大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部 専任講師 家田 真樹
分担機関 東京医科歯科大学、日本医科大学
概要 幹細胞から心筋細胞を作製して移植する心臓再生が期待されているが、心筋分化誘導効率、腫瘍形成の可能性、細胞の組織生着などの課題がある。これに対して、ダイレクトリプログラミング法は、目的細胞を生体内で作り細胞移植を必要としない次世代の再生法であり、これらの課題を一気に解決できる可能性がある。我々は体細胞を心筋にリプログラミングする遺伝子としてGata4、Mef2c、Tbx5を世界で初めて発見し、さらに同遺伝子を用いて生体内心筋リプログラミングに成功した。しかしながら、再生医療実現には心筋リプログラミングの効率化・安全性やメカニズム解明が必要である。さらに、心臓前駆細胞リプログラミング遺伝子や、胎児型増殖心筋リプログラミング遺伝子を発見できれば、革新的な心臓再生法が創出できる。そこで、本研究では包括的なダイレクトリプログラミングによる新しい心臓再生法の確立と分子基盤解明を目指す。
研究課題名 Primed型ヒトiPS細胞のNaïve化/腫瘍化/分化指向性を規定するエピゲノムネットワークの解析
代表機関 宮崎大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 農学部獣医学科/医学獣医学総合研究科 准教授 西野 光一郎
分担機関 東北大学、金沢大学、国立成育医療研究センター
概要 ヒトiPS細胞を用いた研究では、それぞれの細胞株において微妙に性質が異なることが報告されている。iPS細胞を用いた再生医療を進める上で、より安全・安心なiPS細胞の選別と利用のために、iPS細胞の性質を正確に理解し評価することは、大変重要である。現在では解析技術の進歩によって、iPS細胞のDNAメチル化、ヒストン修飾や遺伝子発現などの様々な細胞内情報が網羅的に得られるようになってきた。本研究では解析によって得られる膨大なデータの解析に人工知能(AI)技術を用いる。最新のIT技術とiPS細胞研究から得られるバイオビッグデータの融合を図り、それぞれのiPS細胞の持つ性質を規定する細胞内ネットワークを明らかにし、iPS細胞の性質を評価、判別するシステムの創出を目指す。
研究課題名 多能性幹細胞を用いた膵β細胞の成熟化機構解明
代表機関 東京工業大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 生命理工学院 教授 粂 昭苑
分担機関 熊本大学、実験動物中央研究所
概要 重篤なインスリン依存性の糖尿病を根治するためには移植医療が行われているが、ドナー不足が問題となっている。我々はドナー不足を解決するため、移植医療に使えるよう、成体膵島と同様な機能を持った成熟度の高い膵β細胞をヒトiPS細胞より創り出す技術を開発する。正常膵島の形成過程・細胞性状と比較解析することにより、膵島細胞の成熟化を促進する因子、増殖を制御する因子、機能を長く維持する培養条件を探索し、より機能の高い膵島細胞を分化誘導する技術を構築する。さらに、安全に配慮した分化誘導方法、安価に分化細胞を創る技術、途中の分化細胞を保存して必要に応じて使えるようにする技術、動物成分を含まない培養方法を開発する。定量性の優れたモデル動物を作成して、我々の作った膵島細胞の有効性や安全性を検討し、臨床応用に適した膵島の作成を目指す。
研究課題名 アセンブラーとしての癌/非癌幹細胞の機能解明とその制御技術の開発
代表機関 神戸大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 大学院科学技術イノベーション研究科 教授 青井 貴之
概要 体はたくさんの数の、そして様々な種類の細胞からできている。これらの細胞は、単なるかたまりではなく、「秩序ある構造を持った細胞集合体」すなわち「組織」を作り、様々な働きや形の「組織」が我々の体を作っている。また、癌細胞も、異常ではありますが構造をもつ「組織」を作っている。正常な組織でも癌組織でも、その中に「幹細胞」という「組織を作り出すことができる細胞」がある。幹細胞が、自分と同じ細胞(自己複製)と、組織の材料になる他の細胞を産みだす(分化)だけでなく、周辺の細胞をも動員し、これらを「アセンブル(組み立て)」することで組織がつくられる。本研究では、アセンブルの主体すなわち「アセンブラー」としての幹細胞の働きの仕組みを明らかにし、それを制御する技術を開発する。この研究は、「少しの幹細胞で大きな組織を安全に治す=次世代再生医療」の実現に繋げられることを目指し取組む。
研究課題名 発生フィールドの再起動による器官レベルの再生
代表機関 岡山大学 
代表研究者(所属 役職 氏名) 異分野融合先端研究コア 准教授 佐藤 伸
分担機関 学習院大学
概要 現在の医療では四肢、脳・心臓といった器官レベルの再生は困難である。しかし、脊椎動物には人間では困難な器官レベルの再生を行える動物がいる。そのような動物として、イモリ・ウーパールーパーなどの有尾両生類が知られてる。近年我々は有尾両生類において器官レベルの再生を可能にする因子の同定に成功した。この因子(線維芽細胞成長因子:FGFと骨形成タンパク質:BMP)によって、有尾両生類では局所的に胎児期に器官を作るフィールド、つまり発生フィールドを成体の体で誘導し、人為的に器官再生をコントロールすることができるようになった。この因子を再生不能動物に応用し、その効果を検証する。また、この因子によって支配される分子実体を再生可能動物(イモリ)と再生不能動物(マウス・ニワトリ)で比較解析し、器官レベルの再生を支える分子実体の解明に迫る。これらの研究によって別次元の再生医療へのイノベーション創出を目指す。
研究課題名 ヒトiPS細胞由来肝構成細胞による肝線維化モデルの樹立と応用
代表機関(所属 役職 氏名) 東京大学
代表研究者 分子細胞生物学研究所 助教 木戸 丈友
概要 アルコール性肝炎、非アルコール性脂肪性肝炎、ウイルス性肝炎など肝疾患は慢性化すると、肝線維化から肝硬変に進行し、最悪の場合、肝がんへと至る。このため、肝線維化は多くの慢性肝疾患がたどる道であり、その予防やできてしまった線維の溶解が肝疾患治療のターゲットとなる。我々はこれまでに、iPS細胞から肝実質細胞、肝非実質細胞(類洞内皮細胞や星細胞など)の分化誘導に成功している。本研究では、これら肝構成細胞を組織工学に基づき三次元化させることでin vitro肝線維化モデルを樹立し、肝疾患の新たな予防・診断・治療薬の開発を目指す。
研究課題名 ヒトiPS細胞を用いた呼吸器上皮細胞の量産化と疾患モデリングへの応用
代表機関 京都大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部附属病院 呼吸器内科 特定助教 後藤 慎平
分担機関 大阪大学
概要 呼吸器疾患は高齢化社会を迎えて患者さんも増え、その内訳は肺がん、呼吸器感染症、肺線維症、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、気管支拡張症など多岐にわたる。難治性の患者さんも多く、治療標的も未解明の問題が多く存在する。気道や肺胞を覆っている上皮細胞は空気と接し、外界から体を守るための重要な機能を持っている。特に気道では異物や病原体を除去しようとする粘液繊毛クリアランスが重要な役割を果たしている。私たちはヒトiPS細胞から気道上皮細胞を分化させ、細胞生物学で培われたイメージング技術を用いることで、ヒトの粘液繊毛クリアランスの機能を試験管内で再現することが可能になった。本研究では、iPS細胞の長所を活かしてこれらの技術を発展させ、将来の肺の再生医療に向けた培養技術の革新に加え、診断が難しい繊毛の疾患の新しい診断法と治療にもつながる技術の開発を目指す。
研究課題名 ヒト脳傷害誘導性神経幹細胞を用いた神経再生療法
代表機関 兵庫医科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 医学部脳神経外科 助教 高木 俊範
概要 脳梗塞は現在でも高率に後遺症を来す疾患であり、幹細胞を用いた再生医療に大きな期待が寄せられている。しかし、複雑な神経ネットワークを形成する中枢神経系において、細胞移植による神経機能再生は容易ではない。これは脳傷害後の自己修復化機構の解明が未だ十分でないことに一因がある。したがって今後、脳傷害後の自己神経再生機構の解明と、そこに関与する内因性幹細胞に関する知見が必要である。我々は脳梗塞後に傷害誘導性神経幹細胞(Injury-induced Neural Stem / Progenitor Cells: iNSPCs)が誘導されることを確認しており、本研究ではこのiNSPCsを用いた脳傷害後の神経再生機構の解明ならびに神経再生療法の実現を目指す。またこのiNSPCsは脳組織以外にも存在する可能性があり、骨髄からより簡便に採取できるか検討を行う。本研究により、内因性幹細胞を用いた神経再生療法を樹立し、現状では治療法の限られる脳梗塞に対する新たな治療法を提示できると信じ、研究を進めて参る。
研究課題名 骨格筋幹細胞の不均一性・階層性原理を応用した筋再生治療法の開発
代表機関 長崎大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 原爆後障害医療研究所 講師 小野 悠介
概要 我々の体に内在する組織幹細胞は、優れた組織修復・再生能をもつため、再生医療への応用が期待されている。現段階では、iPS細胞から人為的に誘導した組織幹細胞の質は、内在性のものと比べると見劣りする。これは内在性の組織幹細胞そのものの理解がまだ不十分であることに起因する。近年、組織幹細胞は、質的に不均一な集団で階層性があり、幹細胞としての性質(ステムネス)をもつ細胞は階層性上位の一部に限られることが分かってきた。本研究では、筋ジストロフィーなどの難治性筋疾患の細胞移植治療応用が有望視されている骨格筋の組織幹細胞に着目し、骨格筋幹細胞の不均一性や階層性を生み出す仕組みを解明する。さらに、その不均一性・階層性の原理を応用することで、iPS細胞から筋再生治療に資するステムネスをもつ骨格筋幹細胞を創出する技術開発を行う。
研究課題名 造血幹細胞の代謝制御メカニズム解明と機能増強法の探索
代表機関 国立国際医療研究センター 研究所 
代表研究者(所属 役職 氏名) 生体恒常性プロジェクト長 田久保 圭誉
概要 全ての血液細胞を作り出す能力がある造血幹細胞は、造血器腫瘍などの根治的治療法である造血幹細胞移植に用いられている。現状では造血幹細胞のドナー数が限られていることや、移植ソースの1つである臍帯血の細胞数が限られていることから、限られた造血幹細胞リソースを数的あるいは質的に増幅する技術が望まれている。近年、我々は造血幹細胞がその機能を発揮するために、幹細胞特有の代謝物の制御メカニズム(幹細胞代謝プログラム)が不可欠であることを見出してきた。すなわち、造血幹細胞の代謝プログラムとその変容の解明を行うことで、造血幹細胞の機能増強法につながる知見を得ることができると考えられる。そこで本研究では、造血幹細胞の幹細胞代謝プログラムを解き明かして、その人為的な制御に基づいた造血幹細胞の機能増強法を探索する。また、培養後の造血幹細胞の機能評価のための数理生物学的な手法の研究開発も行う。
研究課題名 未成熟心筋細胞の成熟心筋細胞へのリプログラミングとその分子メカニズムの解明
代表機関 自治医科大学
代表研究者(所属 役職 氏名) 分子病態治療研究センター 再生医学研究部 講師 魚崎 英毅
概要 心臓が血液を全身に送り出す力を生み出している心筋細胞は、多能性幹細胞から効率よく分化誘導することが可能になってきた。このような心筋細胞は再生医療、心臓病の原因解明や治療法の開発、新しい薬剤の開発過程などでの利用が期待されている。しかし、誘導した心筋細胞は胎児期相当であり、大人の心筋細胞とは様々な特徴が大きく異なっている。そこで、本研究では未成熟な心筋細胞を成熟した心筋細胞へと転換する手法の開発を行い、成熟した心筋細胞を用いた応用研究基盤の確立を目指す。我々はこれまでの研究から成熟した心筋細胞で特異的に活性化している転写因子を同定しており、これらの転写因子の組み合わせにより、未成熟な心筋細胞を成熟した心筋細胞へと転換できるのではないかと考え、研究を進めている。
研究課題名 ヒト多能性幹細胞を用いた局所的細胞運命制御技術の開発
代表機関 理化学研究所
代表研究者(所属 役職 氏名) 多細胞システム形成研究センター 上級研究員 大串 雅俊
概要 ES細胞やiPS細胞などの多能性幹細胞は、あらゆる細胞に分化する能力をもっている。現在では、どのようなシグナルをどのタイミングで与えるかを調節することによって、神経や筋肉など目的とする細胞へと導くことができるようになってきた。しかしながら、多くの場合、指示を与えた全ての細胞が必ずしも思ったように応答するわけではなく、従うもの、無視するもの、予想外の方向へ向かうもの、と多様な細胞が混在する。最近の研究により、個々の細胞の応答が「場の状況」に基づく細胞社会性に影響を受けることがわかってきたが、細胞同士がどのようなコミュニケーションをとり、均一なはずの培養環境下で局所的な社会性が生じてくるのかは、未だ大きな謎となっている。本研究では、ヒトES細胞の運命選択を「局所的」に制御するための技術開発に取り組み、未分化維持の培養条件下での分化細胞の挙動、分化細胞と未分化細胞のコミュニケーション、培養場全体に及ぼす影響などを観察・解析するためのプラットフォームの確立を目指す。