鳥取大学,東京薬科大学,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和５年７月１８日

鳥取大学
東京薬科大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

染色体導入効率を飛躍的に改善する技術を開発

～ヒト/マウス人工染色体を用いたゲノム合成研究・再生医療研究を加速～

ポイント

鳥取大学の香月 康宏 教授、東京薬科大学の宇野 愛海 助教らの研究グループは、ヒトおよびマウス人工染色体による疾患モデル細胞・動物作製、再生・細胞医薬品の開発を目指しています。しかし、ヒトｉＰＳ細胞を始め哺乳類細胞へヒト/マウス人工染色体を導入する効率は不十分でした。本研究で、ヒト/マウス人工染色体を保有するＣＨＯ細胞をタキソールとリバーシンという２種類の化合物を混合して用いることにより、導入効率を飛躍的に上昇させることに成功しました。

微小核細胞融合（Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ－ｍｅｄｉａｔｅｄ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＭＭＣＴ）法は、ヒト/マウス人工染色体を持つ染色体供与細胞への微小核誘導、微小核細胞の分取、そして微小核細胞と染色体受容細胞の融合という３つのステップで行われます。これまでの基礎研究から得た知見を基に、最初の供与細胞に微小核を誘導するステップに着目しました。従来のコルセミドから、タキソールとリバーシンを組み合わせた新規の処理方法に変更することで、飛躍的に微小核形成効率が向上することを明らかにしました。微小核の誘導効率が上昇した結果、染色体導入効率も上昇し、ヒトｉＰＳ細胞を含めたさまざまな細胞にヒト/マウス人工染色体を導入する効率が従来法と比較して約５～１８倍程度改善することを示しました。

本研究で開発した染色体導入効率を飛躍的に改善する技術は、合成ＤＮＡを搭載したヒト/マウス人工染色体を用いたゲノム合成研究や、複数の治療遺伝子を細胞に届ける再生・細胞医薬用ベクター技術の開発を大きく加速させるものと期待されています。

本研究成果は、２０２３年７月１４日（米国東部時間）に米国遺伝子細胞治療学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｇｅｎｅ＆Ｃｅｌｌ Ｔｈｅｒａｐｙ：ＡＣＧＣＴ）の機関誌の１つである国際科学誌「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｔｈｅｒａｐｙ－Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ」のオンライン版で公開されました。

本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。

戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（ＣＲＥＳＴ）

研究領域 「ゲノムスケールのＤＮＡ設計・合成による細胞制御技術の創出」
（研究総括：塩見 春彦 慶應義塾大学 医学部 教授）
研究課題名 「ヒト／マウス人工染色体を用いたゲノムライティングと応用」
研究代表者 香月 康宏（鳥取大学 医学部 生命科学科/染色体工学研究センター 教授）
研究期間 平成３０年１０月～令和６年３月

また日本医療研究開発機構（ＡＭＥＤ） 再生医療実現拠点ネットワークプログラム「次世代型ヒト人工染色体ベクターによるＣＡＲ交換型高機能再生Ｔ細胞治療の開発拠点」、革新的先端研究開発支援事業「免疫系ヒト化動物を活用した抗感染症ヒト抗体創生基盤の確立」、および生命科学・創薬研究支援基盤事業「染色体工学技術を用いたヒト化モデル動物・細胞による創薬支援」などの支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Co-treatment of CHO cells with Taxol and reversine improves micronucleation and microcell-mediated chromosome transfer efficiency”
ＤＯＩ：10.1016/j.omtn.2023.07.002

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Treatment of CHO cells with Taxol and reversine improves micronucleation and microcell-mediated chromosome transfer efficiency”

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