2015 Fiscal Year Research-status Report
ヒト骨格筋幹細胞の機能は加齢と共に低下するか？：サルコペニア治療のための細胞解析
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15K10426
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
橋本 有弘 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 再生再建医学研究部, 部長 (00208456)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 筋幹細胞 / 筋サテライト細胞 / 筋再生 / 筋疾患 / 筋ジストロフィー / 筋分化 / 幹細胞 / ヒト筋細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①成人由来未分化筋細胞の増殖及び筋分化を抑制あるいは促進する因子の同定
②成人由来未分化筋細胞のストレス刺激に対する細胞応答の解明
1. 成人由来未分化筋細胞は、増殖培地pmGM中で培養すると24-30時間の細胞周期で分裂する。この迅速な細胞増殖は、ウシ胎児血清FBSと培地添加物Ultroser Gに依存していた。Ultroser Gは、成長因子等の混合物であり、組成は公表されていない。そこで、FBSと筋細胞の増殖制御への関与が報告されている7因子（bFGF, HGF, IGF-I, IGF-II, PDGF, IL-6, グルココルチコイド）の増殖促進効果を、多検体用画像解析装置（GE社、In Cell Analyzer2000）を用いて詳細に検討した。FBSについては､濃度依存的な増殖促進効果は認められたものの、高濃度（20％）のFBSを添加した場合でも、単独ではきわめて僅かな効果しか認められなかった。一方、20％FBSと7因子全てを添加すると、20%FBSとUltroser Gに匹敵する高い増殖促進効果が認められた。FBS以外の7因子を様々に組み合わせて増殖促進効果を検討したところ、bFGF, HGF, IGF-I およびグルココルチコイドの４因子を加えると、ほぼUltroser Gに匹敵する増殖促進が認められた。
2. 成人由来未分化筋細胞に、高濃度の過酸化水素（0.5-1 ｍM）を負荷すると、細胞死が誘導された。しかし、細胞死をもたらさない、軽微な酸化ストレス（50 μM 過酸化水素、２時間）に曝されると、細胞は細胞周期をG1で停止し、S期には入らなかった。このとき、bFGFとグルココルチコイドを添加すると、成人由来未分化筋細胞における細胞周期の停止は解除された。
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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
平成27年度に予定していた、下記の研究項目については、概ね順調に達成することができた。
①成人由来未分化筋細胞の増殖及び筋分化を抑制あるいは促進する因子の同定
②成人由来未分化筋細胞のストレス刺激に対する細胞応答の解明
研究実施計画では、ストレス刺激として、酸化ストレスの外に、小胞体ストレスおよび温度ショックを予定していたが、酸化ストレス刺激に対する応答に焦点を絞って解析した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究実施計画（下記①②③）を大きく変更をする必要はないと考えている。加えて、研究推進方策として以下の点について実施を検討したい。
(1) 当該研究とは別の研究課題において、サルコペニア患者由来の不死化筋細胞を樹立する予定である。樹立できた場合は、サルコペニア患者由来の不死化筋細胞と成人ヒト筋細胞および高齢者由来筋細胞の性質を比較検討する。
（平成28年度以降）
①高齢者由来未分化筋細胞の増殖及び筋分化能力の解明： 成人由来未分化筋細胞の解析によって明らかになった液性因子が、高齢者由来未分化筋細胞の増殖及び筋分化に与える影響を、画像解析（核数の定量）、増殖マーカーおよび分化マーカーの抗体による検出、EdUの取り込みによるDNA合成の検出、および細胞内シグナル分子のイムノブロットによる動態解析によって調べる。
②高齢者由来未分化筋細胞のストレス刺激に対する細胞応答の解明：高齢者由来未分化筋細胞のストレスに対する細胞応答を調べ、成人由来未分化筋細胞の応答と比較検討する。成人由来未分化筋細胞との違いが明らかになった場合は、そのストレス刺激に係わるシグナル系の動態について、抗体染色およびイムノブロットを用いて検討し、作用機序を明らかにする。
③高齢者由来未分化筋細胞の機能を昂進する因子の探索：高齢者由来未分化筋細胞の増殖、筋分化、ストレス刺激に対する耐性を昂進するような因子を探索し、同定する。成人由来未分化筋細胞の解析で明らかになった候補因子について、細胞死、細胞増殖、筋分化を指標として、ストレス刺激に対する緩和効果を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究の都合上、平成27年度内にデータ解析等の補助作業を依頼する必要がなくなったため、予定していた人件費については支出しなかった。また、培養用試薬・器具および解析用試薬（抗体など）の購入費用が、当初の予想よりも少額で済んだため、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
以下の目的で使用する予定。
1. 細胞培養用器具、試薬、抗体等の購入、2. 共同研究を実施するための旅費､ 3. 試料の分析（外注）、４．データ解析等の補助作業のための人件費
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