Bone marrow mesenchymal cell transplantation for corneal stroma regeneration

• Project/Area Number: 17K11452
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Ophthalmology
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Hayashi Yasuhito 愛媛大学, 医学部, 研究員 (70314953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白石 敦 愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (90314963)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: ケラトサイト / バイオイメージング / 骨髄線維芽細胞 / 再生医療 / 透明治癒 / 遺伝子組み換えマウス / 角膜実質 / Fucci

Outline of Final Research Achievements

ROSA26miRFP670/mTagBFP (ROSA26mR/mB) knock-in mouse lines were newly developed by gene targeting technique using C57BL/6-derived ES cells for tissue specific cell cycle bio-imaging. ROSA26mR/mB mice were mated with Keratocan-IRES2-nls-Cre (Keratocan-Cre) and ROSA26 (CAG -loxP -pgkNeo -loxP -mVenus -hGeminin (1-110) -IRES2 -mcherry - hCdt1 (30-120)（ROSA26FUUCI２）to get bone marrow mesenchymal cell culture (BMC). The BMCs were injected into artificial thin cornea stroma. The transplanted BMC proliferation were observed a confocal microscope or a multi-photon microscope in-vivo. Keratocan-Cre / ROSA26FUUCI2 / ROSA26mR/mB BMCs get Keratocan-Cre gene expression and cell proliferation in recipient corneal stroma.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

菲薄化した角膜実質は角膜穿孔を招き、失明の危険がある。現時点での治療法は角膜移植しかないが、ドナー角膜は不足しており、移植後の拒絶反応など問題が多い。我々が考案した骨髄線維芽細胞の角膜実質内注入はケラトサイトのマーカーであるケラトカンの発現を得ることができ、角膜移植に代わる治療法である。本研究では、角膜実質に注入された骨髄線維芽細胞がケラトサイトに変化すると細胞膜の蛍光が深赤から青に変化し、さらに細胞分裂期の核を緑蛍光、細胞増殖停止期の細胞を赤に提示することで、細胞の分化で増殖、細胞の形態を同時に捉えることができるバイオイメージングをシステム構築した。