2017 Fiscal Year Research-status Report
神経分化制御ぺプチドによるMuse細胞の神経分化誘導と神経再生医療への応用
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15K10366
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
菅野 洋 国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (40244496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮川 拓也 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50596559)
田之倉 優 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任教授 (60136786)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | BCボックスモチーフ / MUSE細胞 / 体性幹細胞 / 神経分化誘導 / 神経再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、臨床応用を視野に入れて多能性体性幹細胞であるMuse細胞を皮膚由来前駆細胞あるいは皮膚線維芽細胞よりMACS法により分離したのち、様々なＢＣボックス蛋白由来のＢＣボックスモチーフ構造を持つ神経分化制御ペプチドを導入して、種々の神経細胞マーカー陽性の神経細胞へ分化誘導することを目的とした。これまでの研究で、ＢＣボックス蛋白の中で、神経分化に関わるドメインが、ＢＣボックスモチーフを含む15個前後のアミノ酸配列であり、このアミノ酸配列からなる神経分化誘導ペプチドを蛋白導入ドメイン（PTD）を結合して化学合成したのち、種々の体性幹細胞(ラット神経幹細胞、ラット皮膚由来前駆細胞、ラット骨髄間葉系幹細胞、ヒト毛嚢幹細胞)へ導入すると分化することを明らかにしてきた。本研究においては、神経分化を制御するＢＣボックスモチーフペプチドが、細胞内へ導入後にelongin Cと結合する際に蛋白の立体的な相互関係をelonginCとのITC assayにて解析し、ＢＣボックスモチーフペプチドとelongin Cとの結合が強固なほど、よりニューロンへ分化することが明らかとなった。また、BCボックスモチーフペプチドが、多能性体性幹細胞を分化させるメカニズムには、JAK/STATのユビキチン化とプロテアソームによる分解が関与していることも明らかにした。BCボックスモチーフペプチドのうち、特にSOCS6蛋白由来のペプチドはGABA作動性ニューロンへ、SOCS７蛋白由来のペプチドはコリン作動性ニューロンへ、VHL蛋白由来のぺプチドはドーパミン作動性のニューロンへの分化を誘導することが明らかとなった。これらの結果より、SOCS5、SOCS7、VHL蛋白由来のＢＣボックスモチーフペプチドをMUSE細胞へ導入したのち、脳梗塞、脊髄損傷、パーキンソン病の患者の脳・脊髄に移植することによる神経再生医療が期待できるものと考えられた。
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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
研究実績の概要に記載したように、これまでのところおおむね順調に進展していると思われるが、当初の研究計画に記載した動物実験については十分に行うことができなかった。研究成果については、平成30年2月にInternational Journal of Molecular Science誌に発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の研究でBCボックスモチーフペプチドによるMUSE細胞からの神経細胞への分化には成功し、SOCS6蛋白由来のペプチドはGABA作動性ニューロンへ、SOCS７蛋白由来のペプチドはコリン作動性ニューロンへ、VHL蛋白由来のぺプチドはドーパミン作動性のニューロンへ, またSOCS5蛋白由来のペプチドはロドプシン陽性のニューロンへの分化を誘導することが判明したが、これらの神経分化メカズムがすべてJAK/STAT系のユビキチン化とプロテアソームによる分解で説明できるのかは不明である。また、STAT3の発現抑制だけでなく、HESの発現抑制も同時に起こること、またNeurogeninとNeuroDの発現上昇が起こることから、それらの転写経路を明らかにしてゆく必要がある。これらの神経分化メカズニズムを明らかにすると同時に、動物実験を並行しておこない臨床応用に向けて研究を進めてゆきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
（理由）今年度は、MUSE細胞の分離をラット皮膚由来前駆細胞から行ったが、臨床応用により近づくためにヒト線維芽細胞からの分離を行わなければならないと考えたため。
（使用計画）
ヒト線維芽細胞を購入して、MUSE細胞の分離を行い、BCボックスモチーフペプチドによる神経分化誘導を行う予定である。
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