( 健 康 安 心 イノベーションプログラム) ヒト 幹 細 胞 産 業 応 用 促 進 基 盤 技 術 開 発 基 本 計 画 P10027 P08030 バイオテクノロジー 医 療 技 術 部 1. 研 究 開 発 の 目 的 目 標 内 容 (1) 研 究 開 発 の 目 的 多 能 性 を 有 する 幹 細 胞 は 様 々な 細 胞 に 分 化 する 能 力 を 有 している 適 切 に 誘 導 を 行 うことで 神 経 心 筋 膵 臓 β 細 胞 など 様 々な 細 胞 を 得 ることができる このため 創 薬 における 薬 効 評 価 や 安 全 性 薬 理 試 験 などの 創 薬 スクリーニング 発 生 分 化 や 疾 患 メカニズムの 解 明 再 生 医 療 への 応 用 など 生 命 科 学 や 医 療 への 貢 献 が 大 きく 期 待 されている 中 でもiPS 細 胞 ( 人 工 多 能 性 幹 細 胞 )は 皮 膚 等 の 組 織 から 作 製 可 能 であることから 倫 理 的 な 障 壁 が 低 く 加 えて 遺 伝 的 に 多 様 な 細 胞 を 容 易 に 得 られること 免 疫 拒 絶 反 応 を 回 避 あるいは 軽 減 可 能 であることなどから 有 用 な 細 胞 源 として 期 待 が 大 きい また 2012 年 に 成 熟 細 胞 が 初 期 化 され 多 能 性 を 獲 得 し 得 ることの 発 見 がノーベ ル 生 理 学 医 学 賞 の 対 象 となり 社 会 的 にもiPS 細 胞 を 始 めとする 各 種 のヒト 幹 細 胞 の 活 用 の 促 進 につなげることが 注 目 され 期 待 が 高 まっている しかし ヒト 幹 細 胞 を 産 業 利 用 に 繋 げるためには 細 胞 の 効 率 的 な 確 保 方 法 腫 瘍 化 の 問 題 様 々な 状 態 が 混 在 したヘテロな 細 胞 集 団 から 目 的 細 胞 を 選 別 する 方 法 品 質 を 維 持 管 理 し 培 養 する 方 法 の 確 立 など 品 質 の 確 保 されたヒト 幹 細 胞 の 安 定 的 な 大 量 供 給 を 可 能 とすることが 幅 広 い 応 用 に 繋 げていくうえでの 根 幹 となる 基 盤 技 術 として 極 めて 重 要 である このためには 幹 細 胞 の 性 質 をよりよく 理 解 した 上 で 幹 細 胞 の 品 質 評 価 指 標 を 設 定 することが 必 要 である 一 方 ヒト 幹 細 胞 の 産 業 応 用 として 最 も 早 い 実 用 化 が 期 待 されている 創 薬 分 野 では ヒト 幹 細 胞 から 分 化 誘 導 を 行 った 各 種 ヒト 細 胞 を 開 発 候 補 薬 の 有 効 性 や 安 全 性 の 評 価 に 用 いることで 開 発 効 率 の 向 上 やリスクを 低 減 する 技 術 の 開 発 が 求 められている 中 でも 安 全 性 評 価 については 製 薬 企 業 全 体 で 共 通 的 に 用 いることが 可 能 である 薬 効 と 副 作 用 は 表 裏 一 体 の 関 係 にあり 創 薬 研 究 のより 早 い 段 階 で ヒトに 対 する 安 全 域 の 程 度 が 許 容 範 囲 となるかどうかを 的 確 に 推 測 すること が 開 発 候 補 薬 として 臨 床 開 発 に 進 めるかどうかを 判 断 する 上 で 重 要 な 情 報 である このため 現 在 用 いられている 動 物 細 胞 ベースの 技 術 を 革 新 し ヒト 個 体 での 薬 効 と 安 全 性 をより 精 度 高 く 予 測 する 基 盤 技 術 の 開 発 が 重 要 な 課 題 となっている こうした 状 況 を 踏 まえ 本 研 究 開 発 は 様 々な 細 胞 に 分 化 する 能 力 を 有 するヒト 幹 細 胞 の 産 業 利 用 促 進 の 重 要 な 基 盤 となる 品 質 の 管 理 されたヒト 幹 細 胞 を 安 定 的 に 大 量 供 給 する 技 術 の 開 発 を 行 う また ヒト 幹 細 胞 から 心 筋 などの 細 胞 に 効 率 よく 分 化 させ これを 利 用 して 開 発 候 補 薬 の 潜 在 的 な 致 死 性 不 整 脈 を 誘 発 する 可 能 性 を ヒト 個 体 と 高 い 相 関 性 をもって 予 測 する 創 薬 スクリーニ ングシステムの 開 発 を 行 う これにより 我 が 国 が 世 界 を 先 導 している 科 学 的 成 果 であるヒトiPS 細 胞 や その 他 のヒト 幹 細 胞 等 を いち 早 く 産 業 応 用 に 繋 げるとともに 培 養 装 置 や 基 材 などの 周 辺 産 業 を 含 めた 国 際 市 場 へ の 展 開 を 図 り 産 業 競 争 力 の 確 保 に 繋 げることが 期 待 できる 加 えて 1 品 質 の 管 理 された 細 胞 源 の 安 定 的 な 供 給 体 制 の 構 築 が 促 進 され 再 生 医 療 の 早 期 実 現 の 促 進 2 創 薬 研 究 のより 早 い 段 階 において 開 発 候 補 薬 を 効 率 よく 絞 り 込 むことが 可 能 となり 開 発 期 間 の 短 縮 や 研 究 開 発 費 の 削 減 さらにはより 安 全 な 医 薬 品 の 開 発 の 促 進 が 期 待 される なお 本 研 究 開 発 は 遺 伝 子 やタンパク 質 等 の 生 体 分 子 の 機 能 構 造 解 析 等 を 行 うとともに そ れらの 研 究 を 強 力 に 推 進 するためのバイオツールやバイオインフォマティックスの 開 発 成 果 を 高 度 1
に 利 用 するためのデータベース 整 備 や 先 端 技 術 を 応 用 した 高 度 医 療 機 器 開 発 等 により 個 別 化 医 療 予 防 医 療 再 生 医 療 の 実 現 や 画 期 的 な 新 薬 の 開 発 医 療 機 器 福 祉 機 器 等 の 開 発 実 用 化 を 促 進 することによって 健 康 寿 命 を 延 伸 し 今 後 世 界 に 類 を 見 ない 少 子 高 齢 化 社 会 を 迎 える 我 が 国 において 国 民 が 健 康 で 安 心 して 暮 らせる 社 会 の 実 現 を 目 指 すことを 目 的 とする 健 康 安 心 イノベーションプログラム の 中 の 幹 細 胞 産 業 応 用 促 進 基 盤 技 術 開 発 の 一 環 として 実 施 する また 医 療 イノベーション5か 年 戦 略 ( 平 成 24 年 6 月 医 療 イノベーション 会 議 策 定 )においても 再 生 医 療 やその 他 幹 細 胞 関 連 産 業 の 実 現 化 のため ips 細 胞 等 幹 細 胞 を 安 定 的 に 大 量 供 給 可 能 とする 基 盤 技 術 を 開 発 することや 新 薬 開 発 の 効 率 性 の 向 上 を 図 るため ips 細 胞 を 用 いた 医 薬 品 の 安 全 性 評 価 システムを 開 発 することが 位 置 づけられている (2) 研 究 開 発 の 目 標 本 研 究 開 発 では ヒト 幹 細 胞 の 産 業 応 用 とりわけ 臨 床 応 用 を 妨 げている 根 本 原 因 となってい る ヒト 幹 細 胞 の 品 質 評 価 指 標 を 策 定 し 再 生 医 療 への 応 用 を 可 能 とする 品 質 レベルで 管 理 さ れたヒト 幹 細 胞 を 安 定 的 に 大 量 供 給 可 能 とする 技 術 を 開 発 する また ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 から 効 率 的 に 分 化 誘 導 したヒト 心 筋 細 胞 等 を 用 い 開 発 候 補 薬 の 潜 在 的 な 致 死 性 不 整 脈 を 誘 発 する 可 能 性 を ヒト 個 体 と 高 い 相 関 性 と 再 現 性 をもって 予 測 する 心 毒 性 評 価 システムを 確 立 する (3) 研 究 開 発 内 容 上 記 目 標 を 達 成 するために 以 下 の 研 究 開 発 項 目 について 別 紙 の 研 究 開 発 計 画 に 基 づき 研 究 開 発 を 実 施 する 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 の 開 発 ( 平 成 22~25 年 度 ) ( 本 研 究 開 発 項 目 は 平 成 20~22 年 度 に 実 施 した 安 全 かつ 効 率 的 なiPS 細 胞 作 製 のため の 基 盤 技 術 の 開 発 及 び ips 細 胞 等 幹 細 胞 の 選 別 評 価 製 造 技 術 等 の 開 発 を 発 展 的 に 統 合 し 平 成 23 年 度 から5 年 計 画 で 新 規 に 開 始 する なお 平 成 22 年 度 補 正 予 算 により 前 倒 しで 着 手 する ) 2 ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 を 用 いた 創 薬 スクリーニングシステムの 開 発 ( 平 成 20~25 年 度 ) 2. 研 究 開 発 の 実 施 方 式 (1) 研 究 開 発 の 実 施 体 制 1 本 研 究 開 発 は 独 立 行 政 法 人 新 エネルギー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 ( 以 下 NEDO とい う)が 単 独 ないし 複 数 の 国 内 に 研 究 開 発 拠 点 を 有 する 本 邦 企 業 及 び 大 学 等 の 研 究 機 関 ( 国 外 企 業 の 特 別 な 研 究 開 発 能 力 研 究 施 設 等 の 活 用 あるいは 国 際 標 準 獲 得 の 観 点 からの 国 外 企 業 との 連 携 が 必 要 な 場 合 はこの 限 りではない )から 公 募 によって 研 究 開 発 実 施 者 を 選 定 後 共 同 研 究 契 約 等 を 締 結 する 研 究 体 を 構 築 し 委 託 して 実 施 する 2 本 研 究 開 発 に 参 加 する 各 研 究 開 発 グループの 有 する 研 究 ポテンシャルの 最 大 限 の 活 用 によ り 効 率 的 な 研 究 開 発 の 推 進 を 図 る 観 点 から 研 究 体 にはNEDOが 委 託 先 決 定 後 に 指 名 する 研 究 開 発 責 任 者 (プロジェクトリーダー)を 置 き その 下 に 研 究 者 を 可 能 な 限 り 結 集 して 効 果 的 な 研 究 開 発 を 実 施 する 3 研 究 開 発 項 目 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 の 開 発 については 国 立 大 学 法 人 京 都 大 学 ips 細 胞 研 究 所 副 所 長 中 畑 龍 俊 氏 をプロジェクトリーダーとし その 下 で 細 胞 ソース 毎 に 設 置 したサブプロジェクトリーダーが それぞれの 研 究 テーマの 達 成 目 標 を 実 現 すべく 研 究 開 発 を 実 施 するとともに 研 究 テーマ 間 に 共 通 する 事 項 に 対 しては 連 携 の 上 で 効 率 的 に 研 究 開 発 を 進 める 2
細 胞 ソース 毎 に 設 置 するサブプロジェクトリーダー ES 細 胞 領 域 : 国 立 大 学 法 人 京 都 大 学 物 質 - 細 胞 統 合 システム 拠 点 拠 点 長 中 辻 憲 夫 ips 細 胞 領 域 : 国 立 大 学 法 人 京 都 大 学 ips 細 胞 研 究 所 副 所 長 戸 口 田 淳 也 滑 膜 由 来 間 葉 系 幹 細 胞 領 域 : 株 式 会 社 ツーセル 代 表 取 締 役 社 長 辻 紘 一 郎 Muse 細 胞 領 域 : 国 立 大 学 法 人 東 北 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 教 授 出 澤 真 理 間 葉 系 幹 細 胞 領 域 : 独 立 行 政 法 人 国 立 成 育 医 療 研 究 センター 研 究 所 生 殖 細 胞 医 療 研 究 部 幹 細 胞 生 殖 学 研 究 室 室 長 阿 久 津 英 憲 4 研 究 開 発 項 目 2 ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 を 用 いた 創 薬 スクリーニングシステムの 開 発 について は 国 立 大 学 法 人 東 京 医 科 歯 科 大 学 生 体 材 料 工 学 研 究 所 教 授 安 田 賢 二 氏 をプロジェク トリーダーとし その 下 に 研 究 者 を 可 能 な 限 り 結 集 して 効 率 的 な 研 究 開 発 を 実 施 する (2) 研 究 開 発 の 運 営 管 理 研 究 開 発 全 体 の 管 理 執 行 に 責 任 を 有 するNEDOは 経 済 産 業 省 及 び 研 究 開 発 実 施 者 と 密 接 な 関 係 を 維 持 しつつ プログラムの 目 的 及 び 目 標 並 びに 本 研 究 開 発 の 目 的 及 び 目 標 に 照 らし て 適 切 な 運 営 管 理 を 実 施 する 具 体 的 には 研 究 開 発 項 目 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 の 開 発 については 研 究 開 発 に 参 加 していない 外 部 有 識 者 で 構 成 される 運 営 会 議 を 組 織 し 目 標 達 成 に 向 けた 研 究 開 発 マネジメント 体 制 を 構 築 する 研 究 開 発 項 目 2 ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 を 用 いた 創 薬 スクリーニ ングシステムの 開 発 については 機 動 的 に 会 議 を 開 催 し 変 化 に 即 応 するとともに 研 究 開 発 に 参 加 していない 外 部 有 識 者 で 構 成 される 運 営 会 議 を 組 織 し 目 標 達 成 に 向 けた 研 究 開 発 マネジメン ト 体 制 を 構 築 する 3. 研 究 開 発 の 実 施 期 間 本 研 究 開 発 の 実 施 期 間 は 平 成 20 年 度 から 平 成 25 年 度 までの6 年 間 とする 4. 評 価 に 関 する 事 項 NEDOは 技 術 的 及 び 政 策 的 観 点 から 研 究 開 発 の 意 義 目 標 達 成 度 成 果 の 技 術 的 意 義 並 びに 将 来 の 産 業 への 波 及 効 果 等 について 外 部 有 識 者 による 評 価 を 実 施 する 研 究 開 発 項 目 1については 中 間 評 価 を 平 成 25 年 度 に 実 施 する 研 究 開 発 項 目 2については 中 間 評 価 を 平 成 23 年 度 事 後 評 価 を 平 成 26 年 度 に 実 施 する な お 平 成 22 年 度 を 持 って 発 展 的 に 終 了 した 研 究 開 発 項 目 については 終 了 時 点 までの 成 果 をもっ て 平 成 23 年 度 の 中 間 評 価 の 際 に 事 後 評 価 を 実 施 するものとする 中 間 評 価 結 果 を 踏 まえ 必 要 に 応 じプロジェクトの 加 速 縮 小 中 止 等 見 直 しを 迅 速 に 行 う なお 評 価 の 時 期 については 当 該 研 究 開 発 に 係 る 技 術 動 向 政 策 動 向 や 当 該 研 究 開 発 の 進 捗 状 況 等 に 応 じて 前 倒 しする 等 適 宜 見 直 すものとする 5.その 他 重 要 事 項 (1) 研 究 開 発 成 果 の 取 り 扱 い 1 共 通 基 盤 技 術 の 形 成 に 資 する 成 果 の 普 及 得 られた 研 究 開 発 成 果 のうち 下 記 共 通 基 盤 技 術 に 係 る 研 究 開 発 成 果 については NEDO 実 施 者 とも 普 及 に 努 めるものとする a) 安 全 かつ 高 効 率 的 なヒトiPS 細 胞 の 作 製 技 術 b) 再 生 医 療 の 細 胞 源 として 利 用 可 能 な 品 質 を 保 持 したヒト 幹 細 胞 の 大 量 供 給 技 術 c) 各 種 幹 細 胞 の 性 質 に 関 する 多 次 元 情 報 を 統 合 したデータベース 3
d) ヒト 幹 細 胞 から 分 化 誘 導 した 心 筋 細 胞 等 を 用 いた 安 全 性 ( 毒 性 ) 等 評 価 技 術 2 知 的 基 盤 整 備 事 業 又 は 標 準 化 等 との 連 携 得 られた 研 究 開 発 の 成 果 については 知 的 基 盤 整 備 又 は 標 準 化 等 との 連 携 を 図 るため データベースへのデータ 提 供 標 準 案 の 検 討 や 提 案 を 積 極 的 に 行 う 3 知 的 財 産 権 の 帰 属 委 託 研 究 開 発 の 成 果 に 関 わる 知 的 財 産 権 については 独 立 行 政 法 人 新 エネルギー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 新 エネルギー 産 業 技 術 業 務 方 法 書 第 25 条 の 規 定 等 に 基 づき 原 則 と して すべて 委 託 先 に 帰 属 させることとする また 得 られた 研 究 開 発 成 果 の 知 財 管 理 を 適 切 に 実 施 することとする 4 成 果 の 産 業 化 a) 受 託 者 は 本 研 究 開 発 から 得 られる 研 究 開 発 成 果 の 産 業 面 での 着 実 な 活 用 を 図 るため 本 研 究 開 発 の 終 了 後 に 実 施 すべき 取 り 組 みのあり 方 や 研 究 開 発 成 果 の 産 業 面 での 活 用 のビジネスモデルを 念 頭 に 置 き 研 究 開 発 を 行 うとともに 研 究 開 発 の 進 捗 等 を 考 慮 し こ れら 取 り 組 みのあり 方 とビジネスモデルについて 必 要 な 見 直 しを 行 う b) 受 託 者 は 上 記 a)で 立 案 した 取 り 組 みとビジネスモデルを 本 研 究 開 発 終 了 後 実 行 に 移 し 成 果 の 産 業 面 での 活 用 に 努 めるものとする (2) 基 本 計 画 の 変 更 NEDOは 研 究 開 発 内 容 の 妥 当 性 を 確 保 するため 社 会 経 済 状 況 内 外 の 研 究 開 発 動 向 政 策 動 向 プログラム 基 本 計 画 の 変 更 第 三 者 の 視 点 からの 評 価 結 果 研 究 開 発 費 の 確 保 状 況 当 該 研 究 開 発 の 進 捗 状 況 等 を 総 合 的 に 勘 案 し 達 成 目 標 実 施 期 間 研 究 開 発 体 制 等 基 本 計 画 の 見 直 しを 弾 力 的 に 行 うものとする (3) 根 拠 法 本 研 究 開 発 は 独 立 行 政 法 人 新 エネルギー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 法 第 15 条 第 1 項 第 2 号 に 基 づき 実 施 する (4) 関 連 指 針 の 厳 守 当 該 プロジェクトの 実 施 にあたっては ヒトゲノム 遺 伝 子 解 析 研 究 に 関 する 倫 理 指 針 ヒト 幹 細 胞 を 用 いる 臨 床 研 究 に 関 する 指 針 ヒトに 関 するクローン 技 術 等 の 規 制 に 関 する 法 律 特 定 胚 の 取 扱 いに 関 する 指 針 ヒトES 細 胞 の 樹 立 及 び 使 用 に 関 する 指 針 等 関 連 指 針 を 厳 守 す る また 本 研 究 開 発 成 果 の 事 業 化 においては 経 済 産 業 分 野 のうち 個 人 情 報 を 用 いた 事 業 分 野 における 個 人 情 報 保 護 ガイドライン を 厳 守 する 6. 基 本 計 画 の 改 訂 履 歴 (1) 平 成 21 年 1 月 制 定 (2) 平 成 23 年 1 月 改 訂 内 外 の 研 究 開 発 動 向 に 鑑 み 研 究 開 発 項 目 1 及 び 研 究 開 発 項 目 2を 発 展 的 に 統 合 し 研 究 開 発 項 目 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 の 開 発 を 新 たに 設 定 再 生 医 療 への 応 用 を 可 能 とする 細 胞 源 の 確 立 を 目 標 として 平 成 23 年 度 から5 年 計 画 で 新 規 に 着 手 すべく 改 訂 なお 平 成 22 年 度 補 正 予 算 により 前 倒 しで 着 手 (3) 平 成 24 年 3 月 改 訂 研 究 開 発 マネジメント 体 制 の 確 定 等 を 踏 まえて 改 訂 (4) 平 成 25 年 2 月 改 訂 幹 細 胞 研 究 を 取 り 巻 く 現 状 を 踏 まえ 1.(1) 研 究 開 発 の 目 的 部 分 に 加 筆 (5) 平 成 26 年 1 月 改 訂 日 本 版 NIHの 創 設 に 向 けて 医 療 分 野 における 研 究 開 発 関 連 予 算 の 要 求 が 一 元 化 されたことに 伴 い 研 究 開 発 項 目 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 の 開 4
発 が 平 成 25 年 度 をもって 中 止 になったことを 受 けて 改 訂 5
( 別 紙 ) 研 究 開 発 計 画 研 究 開 発 項 目 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 の 開 発 ( 平 成 25 年 度 末 で 中 止 ) 1. 研 究 開 発 の 必 要 性 幹 細 胞 は 創 薬 における 薬 効 評 価 や 安 全 性 薬 理 試 験 などの 創 薬 スクリーニング 発 生 分 化 や 疾 患 メカニズムの 解 明 再 生 医 療 への 応 用 など 生 命 科 学 や 医 療 への 貢 献 が 大 きく 期 待 されている しかし ヒト 幹 細 胞 の 示 す 性 質 は 提 供 者 の 年 齢 由 来 する 組 織 の 違 いや 疾 患 の 有 無 によって 特 にiPS 細 胞 においては 樹 立 方 法 や 樹 立 後 の 培 養 方 法 の 違 い 等 によっても 異 なることが 指 摘 され ている こうした 細 胞 源 を 産 業 応 用 とりわけ 再 生 医 療 のための 細 胞 源 として 応 用 可 能 とするために は 安 全 かつ 均 一 な 性 質 をもった 細 胞 の 選 別 と その 品 質 を 維 持 管 理 することが 必 要 である 2. 研 究 開 発 の 具 体 的 内 容 (1) ヒト 幹 細 胞 の 安 定 な 培 養 保 存 技 術 の 開 発 研 究 者 の 手 技 の 違 いを 排 除 し 一 定 条 件 での 安 定 した 培 養 操 作 を 可 能 とするため ロボット 技 術 や 画 像 処 理 技 術 などを 組 み 合 わせた 自 動 培 養 技 術 を 開 発 する また ヒト 幹 細 胞 の 有 用 な 性 質 を 損 なわずに 安 定 培 養 が 可 能 な 成 分 が 明 確 かつ 異 種 生 物 由 来 の 成 分 を 含 まない 培 養 液 培 養 基 材 を 開 発 する さらに 凍 結 融 解 後 の 回 収 率 が 高 く ユーザーへの 提 供 方 法 を 考 慮 した 凍 結 保 存 技 術 の 開 発 を 併 せて 行 う (2) ヒト 幹 細 胞 の 品 質 評 価 指 標 の 開 発 由 来 する 組 織 や 樹 立 方 法 によってヒト 幹 細 胞 が 示 す 異 なる 分 化 指 向 性 や 造 腫 瘍 性 等 の 性 質 の 違 いを 未 分 化 な 状 態 において 簡 便 かつ 迅 速 に 評 価 判 別 可 能 とする 品 質 評 価 指 標 を 開 発 する 具 体 的 には 明 らかにしようとする 性 質 を 設 定 し 様 々なヒト 幹 細 胞 ips 細 胞 の 由 来 となる 細 胞 2.(1)の 技 術 を 用 いて 継 代 したヒト 幹 細 胞 などから 多 次 元 の 情 報 ( 核 型 エピゲノム ncrna 遺 伝 子 発 現 タンパク 発 現 糖 鎖 など)を 取 得 する これらの 情 報 をバイオインフォマティクス 技 術 により 統 合 的 に 関 連 づけたデータベースを 構 築 するとともに データの 比 較 等 によってヒト 幹 細 胞 の 性 質 の 記 述 に 重 要 な 項 目 をキーインデックスとして 整 理 し 品 質 を 評 価 する 指 標 を 開 発 する (3) ヒト 幹 細 胞 の 品 質 管 理 安 定 供 給 技 術 の 開 発 2.(1)と2.(2)の 緊 密 な 連 携 の 下 インフォマティクスによる 仮 説 の 提 示 とウェットによる 検 証 を 繰 り 返 すことによって 双 方 向 の 情 報 フィードバックを 行 い 培 養 保 存 技 術 と 品 質 評 価 指 標 を 同 時 並 行 的 に 向 上 させる さらに 確 立 した 品 質 評 価 指 標 に 基 づき 再 生 医 療 用 の 細 胞 源 として 利 用 可 能 な 品 質 を 担 保 したヒト 幹 細 胞 を 安 定 的 に 大 量 供 給 するシステム( 一 連 の 処 理 を 連 続 的 に 自 動 処 理 可 能 な 自 動 継 代 大 量 調 製 システム)を 構 築 する 本 結 果 を 踏 まえ ヒト 幹 細 胞 の 評 価 基 盤 技 術 を 確 立 するとともに これを 用 いたヒト 幹 細 胞 の 標 準 化 原 案 の 策 定 を 行 う 3. 達 成 目 標 (1) 最 終 目 標 ( 平 成 27 年 度 ) ヒト 幹 細 胞 の 品 質 評 価 指 標 を 策 定 し 再 生 医 療 への 応 用 を 可 能 とする 品 質 レベルで 管 理 され た4 種 以 上 のヒト 幹 細 胞 を 安 定 的 に 大 量 供 給 可 能 とするシステムを 確 立 する 加 えて 確 立 した 品 質 評 価 技 術 をベースとするヒト 幹 細 胞 の 標 準 化 原 案 を 策 定 する 6
(2) 中 間 目 標 ( 平 成 25 年 度 ) ヒト 幹 細 胞 の 培 養 操 作 を 自 動 化 した 安 定 培 養 装 置 のプロトタイプを 完 成 させるとともに 本 装 置 を 用 いて 複 数 の 異 なる 性 質 を 持 ったヒト 幹 細 胞 の 培 養 実 験 を 通 じて 改 良 の 基 礎 となる 培 養 液 培 養 基 材 のプロトタイプを 完 成 させる また 融 解 後 の 生 存 率 が80% 以 上 となる 結 保 存 技 術 を 構 築 す る 加 えて 細 胞 から 得 られる 多 次 元 情 報 の 統 合 によって 説 明 される ヒト 幹 細 胞 の 品 質 管 理 に 有 効 な 評 価 指 標 候 補 を 複 数 策 定 する 7
研 究 開 発 項 目 2 ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 を 用 いた 創 薬 スクリーニングシステムの 開 発 1. 研 究 開 発 の 必 要 性 ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 は ヒトの 疾 患 メカニズム 解 明 や 薬 剤 感 受 性 の 試 験 などの 創 薬 研 究 や 再 生 医 療 で 用 いる 細 胞 源 など 様 々な 分 野 での 活 用 が 期 待 されている 創 薬 分 野 においては 近 年 研 究 開 発 費 が 大 幅 に 伸 びている 一 方 で 新 薬 の 承 認 数 は 低 下 す る 傾 向 にある 特 に 臨 床 開 発 の 最 終 フェーズにおいて 有 効 性 が 確 認 できないことや 安 全 性 等 が 原 因 となって 開 発 中 止 となるケースが 増 加 している また 従 来 の 非 臨 床 試 験 及 び 臨 床 試 験 に おいて 安 全 性 に 何 ら 問 題 のなかった 薬 剤 でも 市 販 後 に 患 者 に 実 際 に 投 与 されてから 初 めて 致 死 性 不 整 脈 を 誘 発 することが 判 明 したため 急 遽 市 場 から 撤 退 した 事 例 もある さらに 制 ガン 剤 や 抗 菌 剤 などの 人 体 に 毒 性 を 持 つことが 知 られている 薬 剤 では 薬 効 と 副 作 用 は 表 裏 一 体 の 関 係 にあり ヒトにおける 安 全 域 の 程 度 が 許 容 範 囲 となるかどうかを 的 確 に 推 測 することが 開 発 候 補 薬 として 臨 床 開 発 に 進 めるかどうかを 判 断 する 上 で 非 常 に 重 要 な 技 術 課 題 となっている そのため 前 臨 床 の 段 階 で 開 発 候 補 薬 の 有 効 性 が 確 認 されていながら 従 来 の 副 作 用 評 価 技 術 では 正 確 なヒトへの 副 作 用 の 予 測 が 困 難 だったため 休 眠 化 している 多 数 の 開 発 候 補 薬 も より 安 価 で 正 確 な 評 価 技 術 が 確 立 すれば 上 市 できることが 期 待 される こうした 事 態 を 改 善 し より 安 全 性 の 高 い 医 薬 品 を 効 率 良 く 開 発 することを 可 能 とするため 創 薬 研 究 のより 早 い 段 階 で 開 発 候 補 薬 のヒトでの 薬 効 と 安 全 性 をより 精 度 高 く 予 測 する 基 盤 技 術 の 開 発 を 行 うことが 必 要 である 2. 研 究 開 発 の 具 体 的 内 容 (1)ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 から 心 筋 細 胞 への 高 効 率 な 分 化 誘 導 技 術 の 開 発 入 手 可 能 な 健 常 人 由 来 のヒトiPS 等 幹 細 胞 及 び 心 毒 性 等 評 価 に 有 用 な 心 疾 患 等 患 者 由 来 のヒ トiPS 細 胞 等 幹 細 胞 から 心 筋 細 胞 への 誘 導 効 率 を 高 める 因 子 の 探 索 や 誘 導 工 程 の 改 良 を 2.(2) の 機 能 評 価 データを 踏 まえ 効 率 的 な 分 化 誘 導 技 術 を 開 発 する (2)ヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 を 活 用 した 創 薬 スクリーニングシステムの 開 発 心 毒 性 等 が 報 告 されている 既 存 薬 等 を 用 いて 既 存 法 との 比 較 等 によって 心 毒 性 等 評 価 システ ムの 有 用 性 を 評 価 するとともに 2.(1)で 分 化 誘 導 を 行 ったヒト 心 筋 細 胞 の 機 能 の 検 証 を 行 う また 製 薬 企 業 等 によるユーザー 評 価 結 果 を 踏 まえてシステムの 改 良 を 行 う これにより 健 常 人 及 び 心 疾 患 患 者 における 薬 物 の 心 毒 性 等 を 高 精 度 に 予 測 可 能 な 創 薬 スクリーニングシステムの 開 発 を 行 う 3. 達 成 目 標 (1) 最 終 目 標 ( 平 成 25 年 度 末 ) 健 常 人 由 来 心 疾 患 患 者 由 来 のヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 を 活 用 し 心 筋 細 胞 等 へ 効 率 的 に 分 化 誘 導 を 行 い これを 用 いて 開 発 候 補 薬 の 心 毒 性 等 の 有 無 を 高 い 感 度 と 特 異 度 をもって 予 測 できる 製 薬 企 業 等 が 利 用 可 能 な 創 薬 スクリーニングシステムを 確 立 する 利 用 する 心 筋 細 胞 については 通 常 のフェーズⅠ 試 験 における 治 験 者 数 と 同 等 の 体 制 となるような 数 の 異 なるヒトiPS 細 胞 等 幹 細 胞 から 分 化 させたものを 用 いることが 可 能 な 細 胞 供 給 の 準 備 体 制 を 整 えるものとする (2) 中 間 目 標 ( 平 成 23 年 度 末 ) 心 筋 細 胞 等 へ 効 率 よく 分 化 させる 技 術 を 開 発 し 同 等 の 性 質 を 有 した 細 胞 の 提 供 を 可 能 にする 正 常 者 及 び 遺 伝 性 QT 延 長 症 候 群 患 者 各 3 名 からiPS 細 胞 を 樹 立 し これらの 細 胞 から 心 筋 細 胞 を 8
誘 導 し 創 薬 スクリーニングシステムを 確 立 する また 創 薬 スクリーニングシステムについては ハードウエア 及 び 解 析 ソフトウエアの 試 作 を 完 了 し そのユーザー 評 価 を 受 け システムの 確 立 に 向 けて 必 要 となる 開 発 課 題 を 明 確 化 する 9
以 下 平 成 22 年 度 末 をもって 終 了 得 られた 成 果 を 発 展 的 に 統 合 し 新 たに 研 究 開 発 項 目 1 ヒト 幹 細 胞 実 用 化 に 向 けた 評 価 基 盤 技 術 開 発 に 着 手 ( 別 紙 ) 研 究 開 発 計 画 研 究 開 発 項 目 1 安 全 かつ 効 率 的 なiPS 細 胞 作 製 のための 基 盤 技 術 の 開 発 1. 研 究 開 発 の 必 要 性 人 工 多 能 性 幹 細 胞 (ips 細 胞 )は 疾 患 メカニズム 解 明 のための 優 れた 研 究 材 料 として また 再 生 医 療 や 創 薬 における 安 全 性 評 価 など 様 々な 応 用 分 野 での 活 用 が 期 待 される 新 たな 細 胞 源 であ り 多 能 性 幹 細 胞 の 一 つと 位 置 づけられている また ヒト 体 細 胞 組 織 から 樹 立 できることから ES 細 胞 に 比 べて 倫 理 的 な 障 壁 が 少 ないと 考 えられている 一 方 複 数 の 研 究 者 によってiPS 細 胞 誘 導 の 再 現 性 が 示 されたこと 樹 立 にかかるコストも 小 さく その 学 術 的 産 業 的 なインパクトが 大 きいことから 世 界 各 国 でiPS 細 胞 に 関 する 研 究 が 急 速 な 勢 い で 進 められている 状 況 にある 京 都 大 学 のグループでは Oct3/4 Sox2 Klf4 c-mycの4 因 子 ( 現 在 ではガン 遺 伝 子 c-mycを 除 いた3 因 子 によっても 誘 導 されることが 示 されているが 4 因 子 に 比 べ て 誘 導 効 率 が 低 い)を 一 方 ウイスコンシン 大 学 のグループでは 別 の4 因 子 (Oct3/4 Sox2 Nanog Lin28)をレトロウイルスベクターによってヒト 体 細 胞 へ 導 入 し ヒトiPS 細 胞 が 誘 導 可 能 である ことが 報 告 されている また ハーバード 大 学 のグループでは 4 因 子 のうちのc-Mycの 代 わりに 低 分 子 化 合 物 を 処 理 することでiPS 細 胞 が 誘 導 可 能 であることを 報 告 している このように 異 なる 遺 伝 子 の 組 み 合 わせ あるいは 化 合 物 との 組 み 合 わせによってiPS 細 胞 が 誘 導 可 能 であることが 示 されており より 誘 導 効 率 の 高 い 因 子 やその 組 み 合 わせがあることが 予 想 される ことから より 安 全 かつ 効 率 的 なiPS 細 胞 作 製 技 術 のいち 早 い 開 発 が 重 要 な 課 題 である 2. 研 究 開 発 の 具 体 的 内 容 ips 細 胞 の 誘 導 に 関 わる 新 規 因 子 ( 遺 伝 子 及 び 化 合 物 )の 探 索 を 行 うとともに 従 来 法 に 比 べて 誘 導 効 率 を 向 上 させることが 可 能 となる 適 切 な 組 み 合 わせに 関 する 検 討 を 行 う また 樹 立 される 細 胞 源 としての 安 全 性 を 向 上 させ 将 来 の 再 生 医 療 用 途 の 細 胞 源 としても 活 用 可 能 とするため 宿 主 細 胞 の 染 色 体 上 にランダムに 遺 伝 子 が 導 入 されることによって 生 じる 腫 瘍 化 の 懸 念 がない 遺 伝 子 導 入 技 術 の 開 発 を 併 せて 行 う これら 手 法 を 組 み 合 わせることによって 従 来 法 に 比 べて 誘 導 効 率 が 高 く かつ ガン 化 等 の 危 険 性 が 少 ない より 安 全 性 を 向 上 させた 細 胞 源 の 確 立 を 可 能 とする 新 規 ips 細 胞 誘 導 技 術 の 開 発 を 行 う 3. 達 成 目 標 (1) 最 終 目 標 ( 平 成 25 年 度 末 ) ヒトiPS 細 胞 を 誘 導 する 遺 伝 子 及 び 化 合 物 等 を 複 数 種 見 いだし これらを 組 み 合 わせることにより 従 来 法 に 比 べて 安 全 で 均 一 なヒトiPS 細 胞 を 効 率 よく 作 製 する 新 規 誘 導 技 術 を 確 立 する (2) 中 間 目 標 ( 平 成 23 年 度 末 ) これまでに 報 告 されたヒトiPS 細 胞 誘 導 因 子 に 比 べて 誘 導 効 率 を 高 める 遺 伝 子 因 子 の 探 索 を 行 い 少 なくとも1つ 以 上 の 新 規 な 誘 導 因 子 を 同 定 する また 遺 伝 子 導 入 を 代 替 し ヒトiPS 細 胞 の 誘 導 を 可 能 とする 化 合 物 等 の 探 索 検 討 を 行 い 少 なくとも1 種 以 上 の 新 規 誘 導 因 子 を 同 定 する 加 え て 開 発 を 進 める 遺 伝 子 導 入 法 化 合 物 等 が 腫 瘍 化 を 誘 発 する 危 険 性 が 少 ないことを 確 認 する 10
研 究 開 発 項 目 2 ips 細 胞 等 幹 細 胞 の 選 別 評 価 製 造 技 術 等 の 開 発 1. 研 究 開 発 の 必 要 性 ips 細 胞 や 体 性 幹 細 胞 等 の 自 己 由 来 の 多 能 性 幹 細 胞 は 免 疫 拒 絶 反 応 を 回 避 あるいは 軽 減 しうる 再 生 医 療 用 の 細 胞 源 として さらには 疾 患 メカニズムの 解 明 等 の 基 礎 研 究 や 創 薬 スクリーニ ングへの 応 用 が 期 待 されている しかし 提 供 者 の 年 齢 由 来 する 組 織 の 違 いや 疾 患 の 有 無 によって また ips 細 胞 においては 用 いる 誘 導 方 法 によっても 得 られた 細 胞 が 示 す 性 質 が 異 なることが 指 摘 されている また こうし た 細 胞 源 を 産 業 応 用 に 供 するためには 安 定 な 幹 細 胞 を 確 立 供 給 するための 細 胞 操 作 技 術 の 開 発 に 加 えて 個 人 及 び 集 団 によるゲノムの 多 様 性 も 考 慮 しつつ 安 全 かつ 均 一 な 性 質 をもった 細 胞 の 選 別 と その 品 質 を 維 持 管 理 することが 必 要 となる このため こうした 相 関 関 係 をゲノムレベルで 詳 細 に 解 析 し その 情 報 を 活 用 することによって ips 細 胞 等 幹 細 胞 を 産 業 利 用 に 繋 げるために 必 要 となる 安 全 かつ 均 一 な 性 質 を 持 った 細 胞 源 を 供 給 可 能 とする 細 胞 の 選 別 評 価 製 造 技 術 等 の 開 発 が 重 要 である 2. 研 究 開 発 の 具 体 的 内 容 (1)iPS 細 胞 等 幹 細 胞 の 評 価 選 別 技 術 の 開 発 由 来 が 異 なる 細 胞 から 誘 導 されたiPS 細 胞 等 の 様 々な 多 能 性 幹 細 胞 間 における 性 質 の 差 や そ の 差 がもたらす 特 定 の 誘 導 法 に 対 する 感 受 性 の 違 いを 明 らかにするため ギガシーケンサーを 活 用 し ゲノムの 修 飾 誘 導 因 子 のゲノム 上 の 挿 入 箇 所 遺 伝 子 発 現 プロファイル 解 析 等 を 組 み 合 わ せた 手 法 あるいは 新 規 手 法 を 用 いて 細 胞 の 性 質 や 特 徴 を 評 価 し 選 別 するために 有 用 なマー カーを 開 発 するとともに マーカーを 用 いて 効 率 的 に 細 胞 を 操 作 し 評 価 選 別 する 技 術 の 開 発 を 行 う (2)iPS 細 胞 等 幹 細 胞 の 品 質 管 理 安 定 供 給 技 術 の 開 発 上 記 で 開 発 した 手 法 を 用 いて 得 られた 特 定 の 均 質 な 細 胞 源 を 均 一 な 性 質 と 品 質 を 保 持 したま ま 長 期 間 安 定 した 維 持 管 理 を 行 うとともに 利 用 者 への 安 定 した 供 給 を 可 能 とするために 必 要 と なる 技 術 の 開 発 を 行 う 3. 達 成 目 標 (1) 最 終 目 標 ( 平 成 25 年 度 末 ) 種 々の 解 析 により ips 細 胞 等 幹 細 胞 の 性 質 を 特 徴 づけるマーカーを 用 いて 各 種 幹 細 胞 の 状 態 を 的 確 に 判 定 し 特 定 の 性 質 を 有 する 細 胞 のみを 選 別 する 技 術 を 確 立 する また 性 質 と 品 質 を 長 期 間 安 定 的 に 保 持 可 能 とする 細 胞 の 品 質 管 理 技 術 を 確 立 する これら 技 術 を 組 み 合 わ せ 細 胞 の 選 別 評 価 製 造 技 術 を 確 立 し 品 質 が 管 理 された 細 胞 の 安 定 供 給 が 可 能 なシステ ムを 構 築 する (2) 中 間 目 標 ( 平 成 23 年 度 末 ) ips 細 胞 等 幹 細 胞 について 樹 立 された 株 毎 あるいは 各 種 幹 細 胞 毎 の 性 質 を 規 定 している 因 子 を 探 索 同 定 するとともに 均 質 な 細 胞 を 選 別 評 価 製 造 するための 基 礎 的 知 見 を 得 る 11