effect of MNC-QQc on diabetic wound repair and its underlying mechanism

• Project/Area Number: 20K17361
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53050:Dermatology-related
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 西貝 燕 順天堂大学, 医学部, 博士研究員 (80614007)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 末梢血単核球 / 真皮線維芽細胞 / 創傷治癒 / 糖尿病 / 再生医療 / 組織幹細胞 / 皮膚

Outline of Research at the Start

本研究では糖尿病皮膚潰瘍治療のため、創傷治癒促進に重大な影響を及ぼすMNC-QQc細胞の特性を精査し、MNC-QQc細胞と真皮細胞との関係、皮膚再生を制御する因子を解明し、革新的創傷治癒治療の基盤を樹立する。MNC-QQc細胞の皮膚線維芽細胞への作用をin vitro及びin vivoで証明し、健常及び糖尿病環境下における創傷治癒メカニズムの違いを明らかにする。MNC-QQc細胞学的特性と皮膚再生機構を解明することにより、現行の細胞移植治療以上の効果をもたらす新規治療法の開発、革新的皮膚再生治療法に向けた研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は無血清生体外培養法（QQc）に単核球を供し作成した細胞（MNC-QQc細胞）が皮膚線維芽細胞に与える影響やその詳細なメカニズムを解明した。皮膚再生においてのMNC-QQc細胞の性質・機能の解明により、難治性皮膚潰瘍の発症機構や正常な皮膚再生機構解明の更なる発展が期待できる。
本研究では、真皮線維芽細胞の遊走におよぼすMNC-QQc細胞移植効果の評価を免疫不全モデルBALB/cAJcl-nu/nuマウスを用いて行った。streptozotocin（STZ）の5日間腹腔内注射により1型糖尿病を誘導した後、マウス背部皮膚にステント潰瘍を作製した。ヒト末梢血由来MNC-QQc細胞を潰瘍の筋膜下に移植し、移植後14日目の皮膚潰瘍部位を回収する。線維芽細胞は免疫染色法を用いて可視化し、潰瘍皮膚での線維芽細胞の局在及び局在量を検討した。MNC-QQc細胞移植した糖尿病マウス潰瘍皮膚では、線維芽細胞マーカーであるPDGFRaの発現はMNC細胞移植群より増加した。またin vitro実験では、MMC-QQc細胞の共培養による線維芽細胞の遊走能に及ぼす影響を評価した。ヒト由来線維芽細胞を培養し、ピペットチップで創（疑似創傷）を作成する（スクラッチアッセイ）。チャンバー内のMNC-QQc細胞と線維芽細胞を共培養し、線維芽細胞の遊走による創閉鎖をコントロール群（共培養無し）と比較した。非接触共培養実験では、MNC-QQ細胞共培養した線維芽細胞の遊走を促進し、MNC-QQ細胞培養上清液中のMMP-9が責任因子であることが示唆された。
本研究では糖尿病皮膚潰瘍治療のため、創傷治癒促進に重大な影響を及ぼすMNC-QQc細胞の特性を精査し、MNC-QQc細胞と真皮細胞との関係、皮膚再生を制御する因子を解明し、革新的創傷治癒治療の基盤の樹立に貢献した。

Research Products

• [Journal Article] Relationship Between Keloid Pathogenesis and Endothelial Progenitor Cells: A Review Study (2022)
  • Author(s): Nishikai-Shen Tsubame-Yan、Tanaka Rica
  • Journal Title: Journal of Skin and Stem Cell Volume: 8 Issue: 3 Pages: 1-5
  • DOI: 10.5812/jssc.117822
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cinnamon extract improves abnormalities in glucose tolerance by decreasing Acyl-CoA synthetase long-chain family 1 expression in adipocytes. (2022)
  • Author(s): Nishikai-Shen T. Fukao T.,Hosono T.,Ariga T., Seki T.
  • Journal Title: Scientific Reports. Volume: 12 Issue: 1 Pages: 12574-12574
  • DOI: 10.1038/s41598-022-13421-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MMP9 secreted from mononuclear cell quality and quantity culture mediates STAT3 phosphorylation and fibroblast migration in wounds (2021)
  • Author(s): Nishikai-Yan Shen Tsubame、Kado Makiko、Hagiwara Hiroko、Fujimura Satoshi、Mizuno Hiroshi、Tanaka Rica
  • Journal Title: Regenerative Therapy Volume: 18 Pages: 464-471
  • DOI: 10.1016/j.reth.2021.10.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 末梢血単核球由来細胞（MNC-QQ細胞）が皮膚線維芽細胞遊走に及ぼす影響の解明. (2021)
  • Author(s): 西貝 燕, 門 真起子, 萩原 裕子, 平野 理恵, 藤村 聡, 水野 博司, 田中 里佳
  • Organizer: 第30回日本形成外科学会基礎学術集会
• [Presentation] MNC-QQ細胞が糖尿病環境下線維芽細胞に及ぼす効果の検証. (2021)
  • Author(s): 姜 森, 平野 理恵, 西貝 燕, 藤村 聡, 水野 博司, 田中 里佳
  • Organizer: 第30回日本形成外科学会基礎学術集会
• [Presentation] 生体外増幅末梢血単核球（MNC-QQ細胞）の共培養による皮膚線維芽細胞遊走促進メカニズムの解明 (2020)
  • Author(s): 西貝 燕
  • Organizer: 第１９回日本再生医療学会
• [Presentation] 生体外増幅末梢血単核球（MNC-QQ細胞）が皮膚由来線維芽細胞遊走能に及ぼす分子メカニズムの解明 (2020)
  • Author(s): 西貝 燕
  • Organizer: 第29回日本形成外科学会基礎学術集会