Direct reprogramming of fibroblasts into osteoblast like cells having chemotaxis by defined factors

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10976
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 谷口 大吾 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (00642092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸田 綱郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00370205) ; 小田 良 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80516469) ; 藤原 浩芳 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員講師 (90381962)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ケモカイン / 骨芽細胞 / ダイレクトリプログラミング法 / ドラッグデリバリーシステム

Outline of Annual Research Achievements

これまでわれわれは、ダイレクト・リプログラミング法を用いた骨芽細胞様細胞(direct converted osteoblast: dOB)のin vitroにおける作製方法を確立し、その成果を報告してきた。しかし、局所への直接移植は侵襲が高く、より低侵襲な投与方法についての検討が必要であると考えた。そこでわれわれは、間葉系幹細胞のホーミング効果に着目した。間葉系幹細胞はケモカイン受容体を細胞膜表面に発現し、炎症性骨破壊部位のケモカインへの走化性を有することが報告され、既に再生医療への応用にむけての研究が進められている。しかし、間葉系幹細胞は採取時の侵襲が高く、単離できる細胞数が少ない。われわれは大量作製可能なdOB作製過程で、間葉系幹細胞のような損傷組織への遊走能を新たに獲得させ、低侵襲での再生医療に応用する着想を得て本研究を開始した。
In vitroでは、ダイレクト・リプログラミング法で皮膚線維芽細胞(HDFs)から骨芽細胞様細胞を作成することに成功した。また、作製した細胞にケモカイン受容体遺伝子(CXCR4)を追加で導入しても骨基質産生能に有意差はなく、in vitro assayにて遊走能を有することを確認し、これらを学術集会で報告した。
In vivo実験においては、IVISではsham ope.のマウスにおいても尾静注したCXCR4(+)HDFsの集積を認めており、少なくとも手術操作による皮下などの組織損傷部への集積はあると考えた。しかし、組織像では骨損傷部特異的には集積していない可能性が示唆された。
dOBの低侵襲投与による骨再生医療の実用化にむけて、今後の課題として、骨損傷部を有する動物モデルのさらなる検討や使用するケモカイン受容体遺伝子の種類についての検討を進める必要があると考えた。