Molecular mechanisms of proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K10464
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 古賀 英之 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (30594080)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 邦和 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (20323694) ; 宗田 大 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50190864) ; 関矢 一郎 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 教授 (10345291)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 表面抗原

Outline of Annual Research Achievements

膝滑膜由来の間葉系幹細胞を用いた関節軟骨、半月板の再生医療の有効性、安定性を保証する為には、移植に用いる細胞の量（細胞数）と共に質（可塑性、多分化能）を制御する手技及び評価法の確立が不可欠である。本研究では、その為の学術的基盤を構築することを目標とする。本研究の期間内では以下の項目に関して検討することを試みる。(1)滑膜由来間葉系幹細胞の増殖を制御するシグナル経路の解析。(2)滑膜由来間葉系幹細胞の可塑性（多分化能）の維持（獲得）に関わるシグナル経路の解析。これら2項目の検討結果に基づいて、最終的には、移植した細胞による組織再生能力の正しい評価法の確立を試み、幹細胞移植による再生医療の高効率化に貢献することを目標とする。
変形性膝関節症に伴う人工膝関節置換術の際に廃棄された滑膜組織より分離、培養により得られた間葉系幹細胞を実験に用いた。本実験に先立ち、本学ヒト倫理審査委員界の承認並びに組織を提供してくれた患者さんの同意を得ている。ヒト細胞において発現が観察される２４２抗原を網羅した抗体アレイを用いて、ヒト間葉系幹細胞において安定して発現が観察される２７抗原の同定を行なった(n=4)。これらの中には、間葉系幹細胞を定義づけるCD73, CD90, CD105が含まれていたことから、実験の信頼性は担保されたと考えている。増殖因子に対する受容体としてPDGFRa及びPDGFRbが同定された。１１種類の抗原は、インテグリンファミリーに属する接着因子であり、その他テトラスパニンファミリーに属する分子も同定された。これらの中から機能的に興味深いと考えられる表面抗原分子のピックアップを行なった。さらに同定した表面抗原の中で間葉系細胞のみに発現が観察される分子を同定した。

Research Products

• [Journal Article] Petaloid recombinant peptide enhances in vitro cartilage formation by synovial mesenchymal stem cells. (2018)
  • Author(s): Naritomi M, Mizuno M, Katano H, Ozeki N, Otabe K, Komori K, Fujii S, Ichinose S, Tsuji K, Koga H, Muneta T, Sekiya I.
  • Journal Title: J Orthop Res. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1002/jor.24042.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Specific markers and properties of synovial mesenchymal stem cells in the surface, stromal, and perivascular regions. (2018)
  • Author(s): Mizuno M, Katano H, Mabuchi Y, Ogata Y, Ichinose S, Fujii S, Otabe K, Komori K, Ozeki N, Koga H, Tsuji K, Akazawa C, Muneta T, Sekiya I.
  • Journal Title: Stem Cell Res Ther. Volume: 9 Pages: 123
  • DOI: 10.1186/s13287-018-0870-9.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hyperbaric oxygen reduces inflammation, oxygenates injured muscle, and regenerates skeletal muscle via macrophage and satellite cell activation. (2018)
  • Author(s): Oyaizu T, Enomoto M, Yamamoto N, Tsuji K, Horie M, Muneta T, Sekiya I, Okawa A, Yagishita K.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 8 Pages: 1288
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19670-x.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PDGF-induced proliferation and differentiation of synovial mesenchymal stem cells is mediated by the PI3K-PKB/Akt pathway. (2018)
  • Author(s): Uomizu M, Muneta T, Ojima M, Sekiya I, Koga H, Tsuji K.
  • Journal Title: J Med Dent Sci. Volume: accepted Pages: accepted
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 滑膜由来間葉系幹細胞はラットの肩腱板修復を促進する (2017)
  • Author(s): 魚水 麻里, 望月 智之, 辻 邦和, 古賀 英之, 大関 信武, 大原 敏之, 松田 純平, 後藤 昌史, 関矢 一郎, 宗田 大.
  • Organizer: 第３２回日本整形外科学会基礎学術集会.
• [Presentation] ラット膝関節炎疼痛モデルを用いた膝関節における免疫組織学的検討および行動評価:低用量および高用量モノヨード酢酸による比較. (2017)
  • Author(s): 星野 傑, 辻 邦和, 小沼 博明, 片桐 洋樹, 宮武 和正, 宇土 美於, 魚水 麻里, 植木 博子, 猪野又 慶, 大川 淳, 関矢 一郎, 古賀 英之, 宗田 大.
  • Organizer: 第３２回日本整形外科学会基礎学術集会.
• [Presentation] MIAで誘導された膝蓋下脂肪体の線維化と血管新生は、膝関節周囲痛の慢性化と共に有意に増加する. (2017)
  • Author(s): 小沼 博明, 辻 邦和, 星野 傑, 片桐 洋樹, 宮武 和正, 大川 淳, 関矢 一郎, 古賀 英之, 宗田 大.
  • Organizer: 第３２回日本整形外科学会基礎学術集会.
• [Presentation] 関節液中に存在しヒト間葉系幹細胞の増殖を促進する生理活性物質(Factor A)の同定と生理機能解析. (2017)
  • Author(s): 尾島 美代子, 辻 邦和, 宮武 和正, 片桐 洋樹, 堀江 雅史, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢 一郎, 宗田 大.
  • Organizer: 第３２回日本整形外科学会基礎学術集会.