造血幹細胞及び間葉系幹細胞を用いた腎臓再生法の開発

• Project/Area Number: 14770563
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Kidney internal medicine
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 横尾 隆 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助手 (70301538)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2002: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 腎臓再生 / Fabry病 / 間葉系幹細胞 / 全胚培養 / 遺伝子治療 / 慢性腎不全 / 骨髄幹細胞 / 腎臓再生法

Research Abstract

腎臓は解剖学的に非常に複雑で、また独自に違った機能を持つ細胞がネットワークを形成して腎機能を発揮しているため腎臓再生には他臓器と異なり、個々の腎臓構成細胞を再生しそれを系統だった構成単位にする必要がある。そこで今回、腎臓の発生過程を利用することにより間葉系幹細胞より機能を持った腎臓構成単位(ネフロン)の再生は可能であるか検討した。我々の持つ腎臓(後腎)は中腎管の周囲の後腎間葉系組織が集籏し、中腎管から発芽する尿管芽と互いに刺激しあい形成されていく。そこで尿管芽の発芽部位に外来性の間葉系幹細胞を移植することによりその後の発生過程にのせ、腎臓まで分化させることを試みた。ラット胎児を胎生11.5日で取り出しヒト間葉系幹細胞を発芽部位に注入し、その後全胎培養と器官培養によって腎臓の臓器形成を促したところ発育した腎臓の一部のネフロンは外来性のヒト間葉系幹細胞由来であることが確認された。次に先天性腎疾患に着目しこの腎臓再生法を用い治療効果を検討した。つまり先天性腎疾患は特定の遺伝子が欠損しているため生後慢性腎不全に陥る疾患群であるが、疾患腎臓を欠損遺伝子を持ったネフロンで置き換えることにより腎機能の保持が可能であると考えられるからである。そこでα-galactosidase A欠損Fabryマウスを用いて遺伝子欠損腎臓をwild typeに再生することが可能か試みた。Fabry病胎児に間葉系幹細胞を移植し、同様の培養系を用いて腎臓を再生したところ再生腎臓は欠損遺伝子を発現していることが確認され、またこの遺伝子欠損により以上に蓄積する糖脂質(Gb3)が明らかに減少していることが確認された。母親の間葉系幹細胞を樹立し子供の腎臓の再生が図れるため、今後さらに適応が拡大することが期待される。

Research Products

• [Journal Article] Human mesenchymal cells in rodent whole embryo culture are reprogrammed to contribute to kidney tissues (2005)
  • Author(s): Takashi Yokoo et al.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA (In press)
• [Publications] Yokoo T., et al.: "Gene Delivery using human cord blood-derived CD34^+ cells into inflamed glomeruli in NOD/SCID mice"Kidney International. 64. 102-109 (2003)
• [Publications] Yokoo T., et al.: "Stem cell gene therapy for chronic renal failure"Current Gene Therapy. 3. 387-394 (2003)
• [Publications] 横尾 隆, 細谷龍男: "医学と医療の最前線:腎における再生医療。骨髄幹細胞を用いた糸球体腎炎の治療"日本内科学会誌. 92. 149-154 (2003)
• [Publications] T.Yokoo et al.: "Gene delivery using human cord blood-derived CD34^+ cells into inflamed glomeruli in NOD/SCID mice"Kidney International. (in press). (2003)
• [Publications] T.Yokoo et al.: "Gene therapy for glomerulonephritis using bone marrow stem cells"Chinical and Experimental Nephrology. 6. 190-194 (2002)
• [Publications] T.Yokoo: "Inflamed site-specific delivery of bone marrow derived cells carrying IL-1Ra"Nephrol. Dial. Transplant.. 17. 91-93 (2002)