2018 Fiscal Year Annual Research Report
Designing culture substrates that permit efficient expansion of iPS cell-derived oral epithelial cells
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16H03182
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
加藤 功一 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 教授 (50283875)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 伊佐雄 広島大学, 医歯薬保健学研究科(歯), 助教 (40346507)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 口腔上皮細胞 / 培養基材 / キメラ蛋白質 / 神経栄養因子 / 細胞外マトリックス / 上皮増殖因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、人工多能性幹細胞（iPS細胞）から口腔上皮細胞を分化誘導するための方法を探索してきた。その一環として、本研究では、口腔上皮細胞を選択的かつ迅速に増幅するための培養基材を開発することを当初の目的とした。また、培養基材の開発に加えて、培養液の組成についても研究を展開し、下記のような実績を得た。
培養基材に関しては、当初、神経栄養因子の一種であるNT-4あるいはその模倣ペプチドを表面固定した培養基材の設計に取り組んだ。それらの固定分子の配向性を制御する方法について検討しながら、表面プラズモン測定やタンパク質アッセイ法を駆使して固定化の成否について検討した。また、その表面にiPS細胞由来の口腔上皮細胞を含む細胞集団を播種し、培養基材としての性能について評価した。その結果、口腔上皮細胞を効率よく増殖させるには決して効果的な方法ではないことがわかった。
そこで次に、固定化タンパク質として、生体内において上皮系細胞の足場となる基底膜に存在するラミニン及びコラーゲンの変性物であり、iPS細胞の接着培養に頻繁に用いられるゼラチンの2つ細胞外マトリックスに焦点を当て、それらを基材表面にコーティングする効果について検討を加えた。その結果、それらの細胞外マトリックスは、口腔上皮様細胞の出現頻度を上昇させ、iPS細胞から口腔上皮様細胞の分化誘導を促進する効果のあることが示された。また、それらのコーティング表面では、胚様体形成工程を介さず、iPS細胞を単層培養によって口腔上皮細胞へと誘導することも可能であることがわかった。
一方、培養液の組成に関する検討では、NT-4に加えて、上皮増殖因子（EGF）の添加に一定の効果のあることが明らかになった。ただし、その添加時期が分化誘導効率に大きく影響を及ぼすこと、そして、その効果がEGFによるTrkBシグナルの増強に起因することを明らかにした。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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