Elucidation of regenerative tissue maturation signal by focused proteomic analysis and its application to regenerative medicine

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K11826
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 上床 喜和子 東京大学, 医学部附属病院, 登録診療員 (20769583)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 夕子 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (50466744) ; 西條 英人 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80372390) ; 星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30344451)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 軟骨再生医療 / 培養細胞 / 移植

Outline of Annual Research Achievements

現行の軟骨再生医療は、培養中に脱分化する軟骨細胞が、生体内に移植されると自然に成熟する過程を活用して行われているが、その分子メカニズムの詳細は不明である。本申請では、フォーカスド・プロテオーム解析を導入した網羅的かつ精緻な解析により、生体内における軟骨細胞の成熟促進因子を同定し、組織成熟シグナルを明らかにすることを目的としている。培養により脱分化した軟骨細胞を生体へ移植すると、自然と成熟して軟骨組織が形成される。一方、in vitro において基質誘導培地で培養された軟骨細胞は、基質産生は増加するものの組織形成は認めない。本申請では、「生体へ移植された軟骨細胞」と「基質誘導培地で培養された軟骨細胞」におけるタンパク発現を、プロテオーム解析により網羅的かつ精緻に解析し、両者の相違から、生体内における組織成熟現象に関与する因子やシグナル伝達経路を明らかにする。さらに得られた知見を基に、in vitro で再生軟骨を組織成熟させ、より優れた軟骨再生医療を確立することを目指す。本研究では、生体内と培養系における軟骨細胞の成熟過程の違いに着眼し、先鋭的なプロテオーム解析を導入した比較検討から、生体内における組織成熟過程に関わる因子やシグナル伝達過程を検討した。本研究により、生体内に移植された軟骨細胞の組織成熟シグナルが解明され、再生軟骨を in vitro で構築することが可能になれば、軟骨再生医療の本質的な課題を克服する画期的な成果に繋がると考える。