2016 Fiscal Year Annual Research Report
Maintenance of undifferentiated state of mesenchymal stem cells using amino acids for the regulation of stem cell aging
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15K15708
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
窪木 拓男 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00225195)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 充昭 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (60613156)
前川 賢治 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (20304313)
秋山 謙太郎 岡山大学, 大学病院, 講師 (70423291)
大島 正充 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (00548307)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アンチエイジング / 幹細胞 / 骨粗鬆症 / 創傷治癒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工多能性幹細胞（iPS細胞）の開発がライフサイエンスに与えたインパクトは計り知れないが，がん化せず，臨床応用しやすい未分化間葉系幹細胞の分化やその未分化性を維持するメカニズムの探索が全世界で行われている．我々は，必須アミノ酸の一つであるトリプトファンが骨髄内の間葉系幹細胞の幹細胞性維持に関与していることを世界で初めて明らかにした．本研究では，同定したアミノ酸の幹細胞未分化性維持メカニズムを明らかにし，さらに，その全身投与により組織幹細胞の老化を防止し，体内で進行する老化のプロセスや免疫異常を制御する生物学的な方法を明らかにすることを目的としている．
平成27年度に，同アミノ酸をマウスの腹腔内投与することで，骨髄内の間葉系幹細胞の幹細胞性が維持され，骨折の創傷治癒が促進されること，骨髄内の海綿骨量が増大することを明らかにした．そこで，平成28年度は，疾患モデルである，マウス卵巣摘出骨粗鬆症モデルにおいて，トリプトファンの効果を検討した．その結果，対照群と比較し，卵巣摘出による海綿骨量の低下がトリプトファン投与により一部であるが抑制される傾向を示した．また，腹腔内投与だけでなく，経口投与においてもトリプトファンの骨質改善効果が有効であることが示された．
また，その作用メカニズムの一部を明らかにするため，トリプトファンの代謝産物であるキヌレニンの効果をin vitro, in vivoにて詳細に検討した．その結果，トリプトファンと同等の効果を有していることが明らかとなった．本結果から，トリプトファンの本作用は，キヌレニン代謝を介した機能であることが明らかとなった．
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