間葉系幹細胞由来の細胞外小胞の保存法の確立と急性肝不全に対する新規治療法の開発

• Project/Area Number: 21K07998
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 芳賀 弘明 山形大学, 医学部, 准教授 (70466613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星川 恭子 山形大学, 医学部, 助教 (20613053) ; 勝見 智大 山形大学, 医学部, 助教 (70637355)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: Extracellular Vesicles / 間葉系幹細胞 / 急性肝不全 / 細胞外小胞

Outline of Research at the Start

急性肝不全の重症な病態である昏睡型急性肝不全は死亡率がきわめて高い疾患である。申請者は急性肝不全マウスモデルにおいて間葉系幹細胞由来細胞外小胞（MSC-EV）が肝機能および肝組織を改善させ、生存率を上げることを明らかにした。しかし、間葉系幹細胞の培養液からMSC-EVを抽出するには時間がかかるため、緊急を有する臨床においてはMSC-EVの有効な保存方法の確立が必要である。本研究では、急性肝不全に対して有効な生理活性を持つMSC-EVの保存法や期間の違いによるMSC-EVの形態学的変化、内容物（RNA、蛋白）の変化について解明し、保存MSC-EVでの急性肝不全マウスモデルへの効果を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

劇症肝炎を含む急性肝不全は死亡率が高く、肝臓移植に代わる治療の開発が待たれているが、まだ、十分な効果のある治療法は開発されていない。細胞から放出される細胞外小胞であるExtracellular vesicles(EV) 内にはprotein、RNA、DNAなどが含まれており、細胞間のコミュニケーションに重要な役割を持っていると考えられている。私たちは間葉系幹細胞由来のEVを用いた急性肝不全の治療の開発を目指している。しかし、間葉系幹細胞の培養液からMSC-EVを抽出するには時間がかかるため、緊急性を有する臨床においてはMSC-EVの有効な保存方法の確立が必要である。本研究では、急性肝不全に対して有効な生理活性を持つMSC-EVの保存法の確立を目的とした。
2022年度は間葉系幹細胞の培養液からUltracentrifugation法にて抽出したExtracellular Vesicles(EV)は、－60℃で保存し、0か月、3か月後のMSC-EV中のRNAをバイオアナライザにて検討した。0か月と3か月ではMSC-EV中のRNAはサイズや濃度に大きな変化がないことが分かった。前年度に引き続いて、－60℃で保存したMSC-EVを急性肝不全マウスモデルに投与して追加実験を行ったが、保存期間1か月、3か月のMSC-EVとも急性肝不全マウスの生存期間を優位に延長することが示された。
凍結乾燥保存の検討ではトレハロースやスクロースを用いて適切な濃度の検討を行っている。来年度も検討を続け、急性肝不全マウスモデルへの凍結乾燥保存MSC-EVの投与実験を行う予定である。C-EVの投与実験を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

トレハロースやスクロースを用いた凍結乾燥保存の検討では濃度調整に難渋しており、やや研究は遅れている。

Strategy for Future Research Activity

新年度は、MSC-EVの凍結乾燥保存での検討を引き続き行い、急性肝不全マウスモデルへの凍結乾燥保存MSC-EVの効果を検討する予定である。