2020 Fiscal Year Annual Research Report
Basic study on epithelial-mesenchymal transition leading to intractable fibrosis based on the somatic stem cells
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19H03130
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
山手 丈至 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (50150115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑村 充 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20244668)
井澤 武史 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (20580369)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 体性幹細胞 / 難治性線維化 / 上皮間葉転換 / 筋線維芽細胞 / 臓器横断的解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラットを用いてガラクトサミン誘発肝線維化に出現する筋線維芽細胞の特性について解析した。この病変は、単細胞壊死・凝固壊死から成る肝小葉内の多発性病巣として現れ、同時に膠原線維の増加による修復性線維化が生じていた。線維化因子を産生するマクロファージの特徴として、CD163発現M2型がCD68発現M1型より早く出現する傾向があった。出現する筋線維芽細胞は、vimentin、desminやα-SMAを発現し、α-SMA発現細胞の多くがvimentinやdesminを共発現していた。さらに、vimentin、desminやα-SMAを発現する細胞にはGFAP陽性所見が見られ、加えてnestinやA3を共発現するGFAP陽性細胞も存在していた。また、Thy-1（CD90）を発現する細胞が線維化部位で増加していた。Nestin、A3とThy-1は未分化間葉系細胞のマーカーであることから、筋線維芽細胞の起源はGFAP発現の肝星細胞や未分化間葉系細胞であると考えられた。なお、線維化に関連しTGF-β1、PDGF-β、Mmp2、Timp2が上昇していた。イソプロテレノール誘発心筋線維化とジブチルすずジクロリド誘発膵線維化の病態解析により、前者ではα-SMAおよびvimentinを発現する筋線維芽細胞が主に出現し、後者では加えてGFAP発現筋線維芽細胞が混在し、双方においてThy-1陽性細胞が増加していた。次年度は、臓器横断的な筋線維芽細胞の特徴を詳細に比較解析する。ラット体性幹細胞認識抗体A3により標識される細胞には、発生過程にある毛芽や成熟した毛包のバルジのsupra-basal細胞も特徴的に標識されることが分かった。A3抗体は未分化な間葉系と上皮系の双方に分化し得る体性幹細胞を認識すると考えられた。線維化におけるA3抗体認識細胞の役割と有用性ついてさらに解析している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
線維化に関与する筋線維芽細胞の臓器横断的な特性を解明するために、今年度は、ラットを用いてガラクトサミン誘発肝線維化に加え、ジブチルすずジクロリド誘発膵線維化とイソプロテレノール誘発心筋線維化の病態を解析した。その結果、ガラクトサミン誘発の肝線維化病変に出現する筋線維芽細胞の特性を明らかにすることができた。さらに、膵と心筋線維化に出現する筋線維芽細胞の特性も部分的に明らかにすることができたが、臓器横断的な解析が残っている。また、体性幹細胞の上皮-間葉転換(EMT)、特に筋線維芽細胞形成への係わりを追究するために、独自に開発したラット体性幹細胞認識抗体A3の生物学的性状の一端を明らかにしたが、皮膚の創傷治癒過程におけるA3標識の上皮系と間葉系細胞の特性解明が残っている。よって、総じて「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
筋線維芽細胞は線維化の形成において中心的な細胞であるが、その起源は多様である。その一つが未分化間葉系細胞であると考えている。ラット体性幹細胞認識抗体A3を用いて、前年度作製したジブチルすずジクロリド誘発膵線維化とイソプロテレノール誘発心筋線維化の病態を体性幹細胞との関連で追究し、筋線維芽細胞の臓器横断的な比較解析を行う。加えて、結腸潰瘍後の線維化に出現する筋線維芽細胞の特性を、デキストラン硫酸ナトリウム誘発実験モデルを作製し解析する。また、A3標識細胞の特性を皮膚の創傷治癒モデルを用いて追及する。
１．筋線維芽細胞の細胞特性の解析：筋線維芽細胞の基本細胞骨格であるビメンチン、デスミン、α-平滑筋アクチンに加え、未分化間葉系細胞マーカーとしてThy-1 (CD90)、ネスチン、A3抗体を適応することで、膵、心筋と結腸の線維化病変を用い、筋線維芽細胞の細胞特性を比較解析する。さらに、上皮系マーカーであるケラチン抗体などを適応することでEMT現象と筋線維芽細胞との関連を明らかにする。線維化の形成にはマクロファージから産生される因子が重要であることから、病変の推移に応じて出現するマクロファージの特性をM1/M2分極化に基づいて評価する。
２．再生表皮と皮膚線維化の解析：皮膚においてパンチ創傷後の線維化を作製し、出現する筋線維芽細胞と再生に係る表皮細胞の特性をA3抗体を用いて詳細に解析する。
３．ラット体性幹細胞認識抗体A3の特性解明：A3が、ラット毛包のバルジにある幹細胞を認識することが分かった。ラットの発生過程の毛芽と毛包周期(休止期、成長期、退行期）の皮膚組織を用いて、A3認識細胞の特性をより詳しく解析する。また、A3は骨髄幹細胞を認識することが分かっていることから、作製した膵、心筋そして結腸などの線維化病変におけるA3認識細胞の特性をMuse細胞との係わりで、その起源を追究する。
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Research Products
(7 results)
