2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanisms of hypoxic-ischemic injury on human neurons and developing of new therapeutic strategies against them.
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18K08958
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| Research Institution | National Hospital Organization Osaka National Hospital Institute for Clinical Reserch |
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Principal Investigator |
金村 米博 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), 先進医療研究開発部, 部長 (80344175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
正札 智子 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), 先進医療研究開発部 幹細胞医療研究室, 室長 (40450895)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヒト神経系細胞 / ヒトiPS細胞 / 低酸素培養 / 虚血ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低酸素環境が培養細胞に及ぼす影響の評価として、一般的な低酸素培養法は気相酸素濃度値に基づいて実施されてきたが、気相酸素濃度の低下と培地中の溶存酸素濃度の低下には時間的な乖離が生じる問題点が存在する。その克服を目指し、本年度は低酸素環境がヒトiPS細胞由来神経系細胞に及ぼす影響を評価するため、前年度まで開発を進めてきた、培地中の溶存酸素濃度を経時的に取得しながらリアルタイムに細胞の生死判定を行うことが可能なシステム（溶存酸素濃度モニタリング生細胞ライブイメージング解析培養法）の更なる改良と、それを用いたヒトiPS細胞由来神経前駆細胞（iPS-NPC）の低酸素耐性能評価を実施した。
ヒトiPS-NPCは、培地中溶存酸素濃度が0.1%以下の超低酸素状態が8時間以上持続した時点から細胞死が急速に誘導されることを見出しているが、この超低酸素条件下で生存した細胞は、通常酸素濃度の培養条件下に戻して培養継続すると、増殖を再開することを確認した。この再増殖過程は、平面上に単層で増殖するパターンと、神経ロゼット様の立体的な構造を形成しながら増殖するパターンの2種類に分類され、異なる増殖パターンを呈した細胞の神経前駆細胞としての特性検証を、増殖因子を除去した無血清培地下での単層培養で実施した結果、いずれの細胞も非常に長い神経突起を持つ神経細胞に分化する特性を有することが確認された。
以上より、超低酸素条件下で生存可能なヒトiPS-NPCが少数存在し、本細胞は超低酸素ストレスに暴露後も、神経前駆細胞としての特性を維持し得ることが確認され、ヒトiPS-NPCの低酸素耐性に関する新たな知見を得ることに成功した。また、本研究で開発した溶存酸素濃度モニタリング生細胞ライブイメージング解析培養法が、ヒトiPS細胞由来神経系細胞の低酸素環境下での細胞特性評価に有用な評価系となることが改めて示唆された。
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