成熟細胞との共培養によるiPS細胞の分化・成熟促進に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K11306
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西條 英人 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80372390)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30344451) ; 杉山 円 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (90451814)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 成熟細胞 / 共培養

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、マウスiPS細胞由来細胞の骨分化・骨成熟が促進されるためのヒト成熟細胞との最適な共培養条件の探索のための検討を行った。
ヒト中胚葉系細胞とマウスiPS細胞由来細胞の共培養の結果の解析を進め、マウス細胞の分化を最も促進する、マウス細胞の分化度及び細胞の混合比を検討した。結果、ヒト中胚葉系細胞が3万細胞、マウスiPS細胞由来中胚葉系細胞が7万細胞の混合比のものが最もマウスiPS細胞中胚葉系細胞の中胚葉系分化マーカーの発現を更新することが示唆された。これを受けて、ヒト中胚葉系細胞と共培養するマウスiPS細胞由来細胞の追跡が可能となるように、actin-GFP-mouse iPSを中胚葉系分化誘導し、７万細胞をヒト中胚葉系細胞3万細胞とアテロコラーゲンに懸濁し中胚葉系分化培地で共培養した。結果、GFPの蛍光発現によりマウス細胞の追跡が可能であること、ヒト中胚葉系細胞との共培養により中胚葉系の分化・成熟が促進されている可能性が示唆された。詳細は解析中である。
ラット頭蓋骨欠損モデルを作製し、①欠損のみ、②βTCPのみ、③βTCPに患者骨髄液よりMSCを単離・拡大、分化した骨芽細胞を浸透、の3種類の移植物を移植した。結果、μCTおよび組織像にて、βTCPおよびβTCPに骨芽細胞を浸透させたものを移植した群の骨再生が進んだことが示唆された。詳細は解析中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒト成熟細胞との共培養により、マウスiPS細胞の生存および成熟が促進される条件を概ね絞り込むことができた。ラット頭蓋骨欠損モデルの作製とβTCPの移植およびβTCPとヒト骨芽細胞の移植により骨再生が促進される可能性が示唆されることを確認した。これらの所見を活用することで、マウスiPS細胞由来骨芽細胞が患者骨髄液MSC由来骨芽細胞との共培養により骨成熟が促進することが予想され、また、これをβTCPに浸透したものをラット頭蓋骨欠損モデルに移植することでマウス細胞由来の骨再生が促進されることが予想される。

Strategy for Future Research Activity

ヒト成熟細胞より分泌されていると思われる成熟促進因子の同定を進めるために、プロテオームアッセイの準備を進める。また、マウスiPS細胞の骨芽細胞への分化を進め、ヒト中胚葉系細胞とマウスiPS細胞由来中胚葉系細胞との共培養と同じようにマウス細胞の成熟が促進されること、共培養した細胞のin vivoでの再生骨形成が促進することを検証する。

Causes of Carryover

細胞の増殖などが良好であり、細胞の増殖培養などにかかわる費用が当初よりも少なくて済んだため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の研究の加速のために充てる。