2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K07789
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| Research Institution | National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition |
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Principal Investigator |
揚山 直英 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 霊長類医科学研究センター, 主任研究員 (50399458)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 霊長類 / MRI / 幹細胞 / 再生医療 / 移植 / 疾患モデル / 循環器疾患 / 内分泌疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、iPS細胞やES細胞を始めとした幹細胞により機能不全に陥った組織の回復を図る再生医療が現実のものとなろうとしている。一方、そのメカニズム解明や副作用評価のためにin vivoにおける評価システムがより重要となりつつある。本研究では多様な霊長類モデルとMRIによる細胞動態追跡システム等の評価系を組み合わせることにより、再生医療における有効性と安全性を担保する独自の評価システムの構築を目指したものである。
当該研究年度はこれまでに樹立した霊長類における細胞動態追跡システムをさらに最適化すべく、磁性体による細胞標識の条件検討、移植細胞のMRI撮像条件の検討、移植細胞の染色方法、移植経路・方法の検討を行った。具体的にはサル骨髄由来間葉系幹細胞に超常磁性酸化鉄微粒子（SPIO）および蛍光磁性体粒子Fluorescent Iron Particles(FIP)をそれぞれ高率に取り込ませて細胞標識を行う事に成功し、タイムラプス撮像することで標識過程の確認も行った。さらに、in vitroにおいて特殊染色を用いて標識細胞を高感度に検出する方法も確立した。これらの細胞をターゲット臓器に移植することでex vivo条件での3T-MRIでtracking可能な条件の検索を行い、細胞を高感度に検出する事に成功した。同時にこれまで培われてきたモデル作製の実績を生かし、冠動脈結節術を用いた虚血性心疾患モデルの新たな病態の評価に成功し、忠実に長期にわたり安定的にヒト病態を反映することを明らかにした。また腎不全、肝不全の疾患モデルの樹立にも着手し、その評価を開始した。なお、糖尿病モデルについては既に樹立済みであり、細胞移植のタイミングで評価を行う予定である。
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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
これまでに樹立した霊長類における細胞動態追跡システムをさらに改善、最適化し、より高率な細胞標識、より高感度な移植細胞のMRI撮像条件の樹立、in vitroにおける移植細胞の特殊染色に成功した。細胞標識では骨髄腔内環流法にて採取したサル骨髄由来間葉系幹細胞を用いてSPIO、FIPをそれぞれ約70%以上の高率で取り込ませ、その標識過程を観察する事にも成功した。さらに、in vitroにおいてprussian blue等の特殊染色を用いて標識細胞を簡便に高感度に検出する方法を確立した。これらの細胞をターゲット臓器に移植することでex vivo条件での3T-MRIでトラッキングが可能な条件の検索を行い、最低約1 x 10e5個までの細胞を検出する事に成功した。さらに、これまでの実績を元に虚血性心疾患モデルの評価を行い、従来の心エコー検査やCPKやトロポニンTなどの血液検査に加え、新たに血液ガス検査を樹立、その有効性を確認し、ヒトの病態を忠実に反映し、安定して維持可能なモデルである事を明らかにした。また、肝不全、腎不全においても超音波診断や血液検査等の霊長類に特化した評価方法を樹立し、その評価にも着手している。よって、本年度の進捗状況はおおむね順調で達成度はほぼ100%に達しているものと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は実際に標識細胞の移植を開始する予定である。MRIによりサル生体内で細胞の動態をリアルタイムで可視化し、その細胞の運命、再生のメカニズム、副作用の確認などに着手する予定である。移植された個体においてはこれまでに霊長類に特化して樹立した血液、超音波、レントゲン等の各種検査を施行し、安全性の評価に加え、実際の移植による治療効果等の有効性評価も行う予定である。また、移植細胞の検出方法はMRIのみならず、移植組織の病理組織学的解析を行い、免疫染色法やprussian blue染色等も駆使し、全身における細胞の動態をin vivo、in vitroの各方面から多角的に確認する。さらに、作出された虚血性疾患、腎不全、肝不全等の疾患モデルについても安定的に作出する事が出来たものから、順次細胞移植も開始する予定である。なお、本研究課題の一部を担当していた大学院生が産前産後および育児休暇を取得したため一部の実験を順延したが、新たな人員に実験を引き継ぐなどして研究の進捗は遅らせず、成果の達成を目指す予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究課題の一部を担当していた大学院生が産前産後および育児休暇を取得したため、本年度の達成状況に影響の出ない範囲で一部の実験を順延した。そのため予定していた実験分の物品購入等支出が無くなり、計上していた金額との隔たりが出来てしまい、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究計画自体は順調であり、一部順延した実験は次年度以降に繰り越し、新たな大学院生などに実験を引継ぎ、次年度使用額はその実験分の物品購入等に充てる等適切に使用を行う予定である。
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