内因性危険シグナルHMGB1誘導性組織再生における骨髄間葉系幹細胞活性化機構解明

• Project/Area Number: 22K07022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49030:Experimental pathology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 佐賀 公太郎 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座准教授 (00563389)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉井 克人 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (20236730) ; 新保 敬史 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任准教授(常勤) (70780609)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: HMGB1 / ノックアウトライブラリー

Outline of Research at the Start

これまでに申請者らは、損傷組織から放出された HMGB1 が骨髄中の間葉系幹細胞 (MSC) を活性化することで骨髄 MSC の血中動員や損傷部集積を促進し、損傷組織再生を強力に誘導することを明らかにしてきた。しかし、HMGB1 による骨髄 MSC 活性化に関わる受容体やシグナル経路は未だ明らかとなっていない。本研究では、HMGB1 が骨髄 MSC を活性化するための新規受容体を同定し、その活性化機構を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、内因性危険シグナルである HMGB1 が損傷組織再生を誘導するために骨髄間葉系幹細胞を活性化する分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。その目的を達成するために、HMGB1 受容体欠損の骨髄間葉系幹細胞のみが生存可能なシステムを構築し、遺伝子網羅的なノックアウトライブラリーを用いることで、HMGB1 が骨髄間葉系幹細胞を活性化するための新規受容体を同定し、その活性化シグナル伝達経路を明らかにすることを目指す。初年度に、我々はCas9 強制発現骨髄間葉系幹細胞と遺伝子網羅的なガイド RNA 発現レンチウイルスベクターライブラリーを作製した。このCas9 強制発現骨髄間葉系幹細胞にガイド RNA 発現レンチウイルスベクターライブラリーを感染させることで遺伝子網羅的な骨髄間葉系幹細胞ノックアウトライブラリーの作製に成功した。また、このノックアウトライブラリーに HMGB1（Abox）‐ジフテリアトキシン融合タンパク質を添加することにより、一部の細胞の生存が確認され、現在はその生き残った細胞内のガイドRNAを次世代シークエンサーを用いて網羅的に解析中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初、作製したCas9 強制発現骨髄間葉系幹細胞がHMGB1（Abox）‐ジフテリアトキシン融合タンパク質に対して耐性を有してしまい、適切な選別が困難な状態であった。しかし、Cas9 強制発現骨髄間葉系幹細胞を新たに作製しなおすことでこの問題を解決し、遺伝子網羅的な骨髄間葉系幹細胞ノックアウトライブラリーを作製することができた。現在は生存細胞が有していたガイドRNA配列を解析中であり、概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

今後はHMGB1（Abox）‐ジフテリアトキシン融合タンパク質添加でも生存した骨髄間葉系幹細胞がどのようなガイドRNAを発現しているかを解析することで、HMGB1（Abox）刺激に重要な遺伝子を明らかにする。