| Project/Area Number |
23K24460
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| Project/Area Number (Other) |
22H03201 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中村 憲正 大阪大学, 国際医工情報センター, 招へい教授 (50273719)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
落谷 孝広 東京医科大学, 医学部, 特任教授 (60192530)
吉岡 祐亮 (吉岡祐亮) 東京医科大学, 医学部, 講師 (60721503)
辻井 聡 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (70898014)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | セレクトーム / 間葉系幹細胞 / miRNA / バイオインフォマティクス解析 / 組織修復 / セクレトーム / 変形性関節症 / バイオインフォマティックス解析 / エクソソーム |
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| Outline of Research at the Start |
間葉系間質細胞(Mesenchymal stromal cell:MSC)による変形性関節症(Osteoarthritis:OA)など炎症性、変性組織病変への治療効果として、エクソソームを主体とする細胞外小胞群であるセクレトーム(Secretome:SCR)の関与が報告されている。
SCRによるOA治療の作用機序の候補として、遺伝子発現の制御に重要な役割を持つとされるマイクロRNA（miRNA）が注目を集めているが、病態制御の系統的メカニズムの詳細は不明である。
本研究では標的細胞へのSCR投与に伴う変動遺伝子を網羅的に解析し、OAの病態制御に係わる遺伝子群やSCR中のmiRNA群のネットワークをBioinformatic解析により同定し、SCRのmiRNAを介した病態制御の作用機序を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
間葉系間質細胞(Mesenchymal stromal cell:MSC)による組織治療効果は抗炎症作用、マトリックス形成、破壊などを制御するTrophic作用によるものとされるが、近年MSCが産生するエクソソームを主体とする細胞外小胞群であるセクレトーム(Secretome:SCR)の関与が報告されている。
MSC由来SCR（MSC-SCR）による組織治療の臨床応用に向けては、安全で効率良い調製法に加え、レギュラトリーサイエンスの観点から製品規格の確立、特にSCRの作用機序(Mode of Action:MOA)の同定が鍵となる。
その候補としてSCRには遺伝子発現の制御に重要な役割持つとされるマイクロRNA(microRNA:miRNA)が豊富に含まれ、SCR治療メカニズムの鍵となる因子として注目を集めているが、組織治療におけるmiRNAを介した病態制御の系統的メカニズムの詳細は不明である。
そこで本研究では標的細胞へのSCR投与に伴う変動遺伝子を網羅的に解析し、SCRのmiRNAを介した病態制御のMOAを解明するため、変形性関節症誘発動物モデルを用いて、IFN-γでpre-conditioningされたMSC-SCRが組織修復に与える影響を検討する上で、本年度に以下の成果を得た。
in vivo実験を行うにあたって、マウスの変形性関節症モデルにおける異なる精製法によるMSC-SCRを投与し比較検討する実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題を進めていくにあたって、MSC培養中のpre-conditioning刺激条件を選定することが非常に重要であるが、すでに条件検討は終了し、今後の実験へのスムーズな応用が期待される。また今年度はin vivoにおいて異なる精製方法によるMSC-SCRを用いた動物の組織比較実験を行い今後は、通常培養で得られるNormal-MSC-SCR(N-MSC-SCR)と選定した刺激条件下で得られるPre-conditioning-MSC-SCR(P-MSC-SCR)を用いた比較実験にて効果検証を遂行する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究予定として， MSC-SCRの変性疾患におけるターゲット細胞を培養し、MSC-SCR添加後の細胞内遺伝子発現プロファイルを網羅的にRNA-seqを用いて同定するにあたり、ラット腱板断裂モデルを用いたMSC-SCR投与実験を行う予定である。
3ヶ月齢のオスSprague-Dawley(SD)ラットの棘上筋の遠位部を切離し、腱板を断裂させ、4週後に縫合糸を用いて棘上筋腱を上腕骨付着部に縫着し修復する。再建後より1週毎にN-MSC-SCRを関節内投与し、術後早期である再建後2週、4週時に組織学的解析、および免疫組織化学染色や蛍光免疫染色を行い、修復組織の経時的な変化が十分確認できるか検討を行う。
さらに、上記で得られた結果をもとに、同様の手法にて、N-MSC-SCRまたはINF-γでPre-conditioningされたP-MSC-SCRを投与し、修復組織の質を組織学的解析または免疫組織化学染色にて比較し、P-MSC-SCRの有効性を明らかとする予定である。また、in vitro実験において、修復過程で関与する細胞への治療効果も評価する予定である。さらに，MSC-SCRの内包するmiRNAとターゲット細胞中の変動遺伝子を網羅的に解析し、病態制御に係わる遺伝子群やSCR中のmiRNA群のネットワークをBioinformatic解析により同定し、修復に関与する重要な因子の探索を進め、SCRのmiRNAを介した病態制御のMOAを解明していく予定である。
上記研究は複数（5検体）ドナーより調製したMSC-SCRに対して行い、SCRの個体差について検討する。
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