間葉系幹細胞の骨芽細胞分化モニタリング技術の開発

• Project/Area Number: 23K14112
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 42030:Animal life science-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 渡邊 朋子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (70827980)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 骨芽細胞 / 幹細胞

Outline of Research at the Start

本研究では間葉系幹細胞の分化誘導効率のモニタリング技術の開発を目指す。間葉系幹細胞は骨髄、脂肪、軟骨、臍帯等の組織から採取可能で、骨や軟骨、脂肪、心筋、神経等の細胞に分化でき、がん化のリスクも低いため、再生医療での利用が期待され、臨床研究も開始されている。一方で樹立時に混入する可能性がある他細胞種と区別するためのマーカーや成熟分化マーカーは見出されてきたものの、骨組織への分化誘導過程を経時的にモニタリングする技術の開発は十分に行われてこなかった。本課題では骨芽細胞分化誘導系を用い、細胞の未分化状態および分化状態を精密診断する技術の開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では間葉系幹細胞(MSC)の分化誘導効率を精密モニタリングする評価技術の開発を目指す。MSCは骨髄、脂肪、軟骨、臍帯等の様々な組織から採取可能で、間葉系組織である骨や軟骨、脂肪、心筋、神経等の細胞に分化でき、がん化のリスクも低いため、再生医療での応用が期待され、多くの臨床研究も開始されている。一方でMSCに関して、樹立時に混入する可能性がある他細胞種(造血幹細胞等)と区別するためのマーカーや成熟分化マーカーは見出されてきたものの、MSCから骨組織への分化誘導過程を経時的にモニタリングする評価系の構築は十分に行われてこなかった。本課題では、当研究グループで実績のある、MSCからの骨芽細胞分化誘導系を用い、細胞の未分化状態および分化状態を精密診断する技術の開発を行う。最終的には高品質MSC由来治療用細胞取得に向けた品質モニタリングシステム構築を目指す。

本年度はモニタリング評価系の開発に向け、評価用細胞の取得を完了した。さらに評価用細胞を用いた分化誘導実験を行い、骨芽細胞の初期分化状態の評価指標となる因子を特定し、評価系を構築し、さらに評価系としての妥当性を検証した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は複数の骨髄由来MSCを取得し、骨分化能が異なることを成熟骨芽細胞の指標であるカルシウム沈着の定量評価で検証するとともに、転写因子を含む遺伝子発現および糖鎖プロファイリングをおこなった。現在、骨芽細胞分化過程における細胞プロファイリングの変化と分泌因子量の相関解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

今後も引き続き、骨分化能の異なる複数のMSCを用いて、骨芽細胞分化過程における細胞プロファイリング変化と分泌因子量の相関解析を進める。さらに、最終的な目標である分化誘導効率のリアルタイム評価に向け、ターゲット候補の分泌因子に対する定量解析及び評価系の最適化も併せて進めていく予定である。