Roles of macrophage exosomes in biological signals that induce tissue regeneration

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K09738
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤原 夕子 東京大学, 医学部附属病院, 客員研究員 (50466744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石橋 牧子 東京大学, 医学部附属病院, 客員研究員 (60802395) ; 星 和人 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (30344451)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 組織再生 / マクロファージ / エクソソーム / 軟骨再生医療

Outline of Annual Research Achievements

再生医療において長期的な組織成熟や安定化を実現するためには、移植後の組織反応を把握し制御していく必要がある。これまでの検討で、耳介軟骨細胞とポリ乳酸足場素材で構成される再生軟骨組織をマウスへ移植すると、再生組織の成熟が進行する移植後1-2週にかけて、マクロファージの局在が著しく増加し、特に組織修復性マクロファージが優位になることが観察された。更に、軟骨細胞とマクロファージを共培養すると、軟骨細胞における軟骨分化マーカーの発現が上昇することから、再生軟骨組織の成熟過程は、マクロファージと軟骨細胞の相互作用により進行していく可能性が示唆される。本研究では、細胞間コミュニケーション機構として強力な作用を発揮するエクソソームに焦点をあて、再生軟骨移植に関わるエクソソームの特性を網羅的に解析することにより、再生医療の長年
の課題となっている生体内組織成熟メカニズムを解明することを目指している。
軟骨細胞やマクロファージの培養で分泌されるエクソソームの特性を評価した。軟骨細胞やマクロファージそれぞれの培養上清、および軟骨細胞とマクロファージの共培養で得られた培養上清を回収し、エクソソームを精製した。マクロファージは炎症性（M1）と抗炎症性（M2）に大別されるため、M0, M1, M2それぞれのエクソソームを準備した。得られたエクソソームを、軟骨細胞やマクロファージの培養に添加し、遺伝子発現の変化をrealtime PCRで解析した。マクロファージ由来のエクソソームにより、軟骨細胞の特性を示すCol1やCol2の遺伝子発現が変化すること、また軟骨細胞由来のエクソソームによりマクロファージの特性が影響を受けることなどが示された。細胞のロットによる影響を把握するため、3回ずつリピートし類似の傾向が示されることを確認した。