KLF4遺伝子が制御する脂肪分化抑制機構の解明と新規骨再生治療戦略の確立

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07846
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 宮本 憲一 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 助教 (00424185)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / KLF4遺伝子 / 細胞増殖 / 分化

Outline of Annual Research Achievements

体性幹細胞は、我々の体の様々な組織に存在し、組織の恒常性や機能の維持に寄与していることが知られている。体性幹細胞は、胚性幹細胞（ES細胞）やiPS細胞とは異なり、限られた細胞にのみ分化する能力を持っているが、自家移植が可能なこと、移植後もがん化のリスクがほぼないなどのメリットがある。中でも、本研究課題が研究対象とする間葉系幹細胞は、骨髄を始め脂肪組織、歯髄などに存在しており、脂肪、骨、軟骨への分化能を持つ体性幹細胞である。近年、再生医療への応用が期待され盛んに研究が進められている。
研究代表者が所属する研究室では、ヒト骨髄由来単核球細胞からCD90およびCD271共陽性細胞を単一細胞として単離することで、増殖能、脂肪・骨分化能の異なる3つのサブタイプ（REC, MEC, SEC）が得られることを報告している。本研究課題では、それらサブタイプの中から、Kruppel-like factor 4（KLF4）遺伝子が最も高発現しているヒトMSCサブタイプ（MEC）を用いて、KLF4の機能を解析し、またそれによって制御される分化制御の分子メカニズムを解明することを目的とする。
本年度は、当初の研究計画に沿い、KLF4の発現抑制実験を行った。その結果、KLF4の発現抑制により、細胞増殖速度の促進および脂肪・骨への分化の促進が観察された。これらのことから、KLF4はMECの細胞分裂、分化を抑制する役割を担っていることが示唆される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでの間葉系幹細胞におけるKLF4遺伝子の研究に関しての報告は少ない。特に、分化能との関係については、主にマウス脂肪前駆細胞株を用いた報告が多い。そこで、本研究では、報告のあるデータについても検証の必要があると考え、MECを用いて分化誘導時のKLF4遺伝子発現に関する基礎データの再検証を行った。その結果、概ね報告のあるデータと一致していることを確認した一方、細胞増殖や分化の抑制に関する知見は本研究で得られた知見である。したがって、本研究課題の目的に関して概ね順調であると判断する。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究については、当初の計画どおり遂行する。具体的には、KLF4の発現抑制したMECにおいて活性化しているシグナルパスウェイを探索する。コントロールと比較し、差の見られたシグナルパスウェイに対する低分子化合物等を用いて当該パスウェイを阻害あるいは活性化することで検証する。