間質系幹細胞のexosomeを利用したmicroRNAによる肺高血圧症治療の検討

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11059
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 渡辺 至 横浜市立大学, 医学研究科, 客員教授 (20534142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古賀 資和 横浜市立大学, 医学部, 助教 (00637233) ; 水野 祐介 横浜市立大学, 附属病院, 准教授 (80433192) ; 川上 裕理 横浜市立大学, 附属市民総合医療センター, 講師 (90407958)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 肺高血圧 / miRNA / 間葉系幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

間葉系幹細胞Mesenchymal Stem Cell (MSC)は、exosomeを放出し内部のmicroRNA (miRNA) によって周囲の組織の遺伝子転写後調整を行う。MSCは障害部位ホーミング効果があり,また静脈内投与で肺にトラップされるため、障害肺へのmiRNAデリバリーとして有用と考えられた。本研究は、肺高血圧モデルにおけるmiRNAをスクリーニングの上、保護的microRNAs、または障害促進性microRNAのdecoyRNAをMSCに過剰発現させ投与し、肺へのドラッグデリバリー効果とmiRNAによる肺高血圧治療を検討を予定した。

使用するMSCには骨髄、脂肪組織、臍帯血等の異なる由来のが存在し、臍帯血由来MSCが血管障害に有用とされた。我々はモノクロタリン誘発肺高血圧ラットに骨髄由来間葉系幹細胞と臍帯血由来幹細胞を選び、MSCをラットへ静注し、肺高血圧が完成する28日後に各ラットに血行動態を観察した。
MSCによる肺塞栓、右心圧亢進等の合併症は見られなかったが、肺高血圧ラットの肺高血圧、右心不全等の改善は見られなかった。コントロールとしてターゲットmiRNAのベクターとしmiRNA発現MSCを作成する一方、miRNA以外のnoncoding RNAとMSC以外のdrug delivery systemの検討を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまで使用していた骨髄由来間葉系幹細胞から臍帯血由来間葉系幹細胞へ変更し、肺高血圧ラットへの静脈注射による治療効果を検討した。しかし、臍帯血由来幹細胞でも肺高血圧への改善効果が見られなかった。一方で、肺塞栓等の悪化も来さなかったため、miRNA発現等のベクターとして使用することは可能と考えられた。
miRNA発現MSCの作成は新型コロナ感染対策の緊急事態宣言のため研究活動、薬剤の入手が制限され、進展が遅れた。

Strategy for Future Research Activity

siRNA発現MSC作成のためlentivirusに代わり、実験の煩雑さを解消するためプラスミドを使用した方法に変更する。プラスミドにおいても近年は安定株の作成も可能となっており手法を変更する。miRNA発現MSCベクターを増殖、培養しストックとして保存する。MSCを重症、及び中程度PHモデルに静脈注射することで、miRNAの定量化を行うとともに、PH発症に対する抑制効果の有無を検討する。MSCが肺組織でトラップされていることを確認するため、GFPを発現するMSCを用いる予定である。

Causes of Carryover

研究所の活動が新型コロナ感染対策のため制限され、細胞実験を中断せざるを得なかった。