植物に作らせた生理活性タンパク質が心臓再生医療を加速

―植物発現システムによるサイトカインの安全な生産技術を開発―

この研究の主な対象者
企業・研究者の方
公開日 2025年06月25日

概要

村田梢 医学部附属病院特定講師（兼：理化学研究所客員研究員）（研究当時：理化学研究所研究員）、升本英利 同特定教授（兼：理化学研究所客員主管研究員）（研究当時：理化学研究所上級研究員）らの研究チームは、iPS細胞を心臓や血管の細胞に分化させるために必要な生理活性タンパク質（サイトカイン）を、植物による一過性の遺伝子発現系を用いて生産する手法の開発に成功しました。
　本研究成果は、低コストで安定的にサイトカインを供給する新たな可能性を示し、心血管再生医療の発展・普及に貢献することが期待されます。
　サイトカインの一種である血管内皮細胞増殖因子（VEGF）やアクチビンA（Activin A）は、ヒトiPS細胞から血管内皮細胞や心筋細胞への分化を誘導する際に不可欠な、培養液に添加される因子です。しかし、現在製品化されているサイトカインは、タンパク質合成系として大腸菌や哺乳類細胞を用いて生産されるため、免疫原性やウイルス汚染のリスクが伴うという課題があります。
　本研究チームは、タバコ属植物（ベンサミアナタバコ）の葉にヒトのサイトカインを発現させる手法を開発し、この手法で生産したVEGFおよびActivin Aが従来法による製品と同等の生理活性を持つことを実証しました。これにより、心血管再生医療に用いるVEGFおよびActivin Aの新たな生産手法として、植物の発現システムが有望であることが示唆されました。
　本研究成果は、2025年6月25日に、国際学術誌「Stem Cell Research & Therapy」にオンライン掲載されました。

発表者のコメント 「本研究では、心血管再生医療に不可欠なサイトカインを、植物を用いて安全に生産する新たな手法を確立しました。これまでVEGFやActivin Aといったサイトカインは、哺乳類細胞などで製造されており、製造コストの高さやウイルスなどの汚染リスクが課題となっていました。植物を使った発現系は、これらのリスクを回避しながら、生理活性を損なわずに有用タンパク質を大量に得ることが可能です。再生医療の臨床応用において、コストや安全性は大きな壁ですが、今回の成果はその克服に向けた重要な一歩といえます。今後は、さらに多様なサイトカインへの応用や、実臨床での検証が期待されます。」（升本英利）

詳しい研究内容について

植物に作らせた生理活性タンパク質が心臓再生医療を加速―植物発現システムによるサイトカインの安全な生産技術を開発―

研究者情報

研究者名 村田 梢
京都大学 教育研究活動データベース 研究者名 升本 英利
京都大学 教育研究活動データベース

書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1186/s13287-025-04424-0

【KURENAIアクセスURL】
http://hdl.handle.net/2433/294818

【書誌情報】
Kozue Murata, Kanae Takamura, Risa Watanabe, Akitomo Nagashima, Miho Miyauchi, Yoshiteru Miyauchi, Hidetoshi Masumoto (2025). Production of bioactive cytokines using plant expression system for cardiovascular cell differentiation from human pluripotent stem cells.Stem Cell Research & Therapy, 16, 303.

関連部局

医学部附属病院