2020 Fiscal Year Annual Research Report
Galectin-3による生体内幹細胞障害の機序解明と治療効果の検証
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19H03378
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
今村 武史 鳥取大学, 医学部, 教授 (00552093)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土屋 英明 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 技術専門職員 (10378440)
上田 悦子 鳥取大学, 医学部, 講師 (40335526)
三明 淳一朗 鳥取大学, 医学部, 准教授 (40372677)
伊藤 靖 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (90324566)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 幹細胞障害 / 糖尿病 / Galectin-3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖尿病合併症として網膜症が失明の原因疾患第2位、腎症は人工透析導入の原因疾患第2位という状況が持続する中、発症した糖尿病合併症に対する治療薬の必要性は明白である。これまでに我々は、インスリン抵抗性因子galectin-3が生体内幹細胞機能障害を惹起する可能性を見出し、糖尿病合併症の治療標的となる可能性を考えた。即ち、幹細胞から供給される臓器・組織細胞数の減少、あるいは幹細胞自体の増殖能障害が生じれば、糖尿病合併症としての全身的な臓器・組織障害につながる可能性が考えられる。そこで本研究計画では、インスリン抵抗性因子galectin-3が糖尿病合併症の治療標的となり得るかについて検証することを目的とする。得られる成果は糖尿病合併症に対する根本的な治療薬開発につながる可能性がある。
これまでに得られた研究実績として、インスリン抵抗性因子galectin-3はヒトiPS細胞の幹細胞機能に有意な作用を示さなかったが、ヒトiPS細胞から成熟骨格筋細胞への分化誘導過程において特異的作用を現すことを見出した。また、分化過程におけるgalectin-3附置後に得られた成熟骨格筋細胞にも特徴的変化が見出された。さらに、個体レベルでの検討として、高脂肪食負荷マウスおよび健常マウスに対するヒトiPS細胞免疫隔離カプセル移植実験では、回収細胞における細胞活性に両群間の有意差は認められなかった。一方、食餌負荷カニクイザルインスリン抵抗性モデルを用いたヒトiPS細胞免疫隔離カプセル移植実験は、新型コロナ感染症の影響により他施設での共同実験に遅れが生じているが、これまで得られたプレリミナリーな結果はマウス個体より得られた結果と相違点が認められたため、今後さらに検証を進める予定である。
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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
これまでに実施した培養幹細胞実験の成果として、培養ヒトiPS細胞へのgalectin-3附置は幹細胞増殖能に有意な影響は与えず、また、三胚葉への特異的分化マーカーの発現レベルにも有意な影響を与えないことを確認した。ところが、ヒトiPS細胞由来成熟骨格筋細胞への分化誘導過程における附置実験により、galectin-3が特異的作用を現すことを見出した。また、分化過程におけるgalectin-3附置後に得られた成熟骨格筋細胞にも特徴的変化が見出された。以上より、galectin-3がヒト幹細胞から成熟骨格筋細胞への分化過程において作用点を有することが示唆され、現在、他の機能細胞への分化誘導実験系を用いて実験を進めている。
個体レベルでの検討として、高脂肪食負荷マウスおよび健常マウスに対するヒトiPS細胞免疫隔離カプセル移植実験では、回収細胞における細胞活性に両群間の有意差は認められなかった。一方、回収細胞における三胚葉特異的分化マーカー遺伝子発現量の一部において有意差は付かなかったが低下傾向を認めた。食餌性カニクイザルインスリン抵抗性モデルを用いる実験計画は、新型コロナ感染症の影響により他施設での共同実験に遅れが生じているが、これまで得られたプレリミナリーな結果はマウス個体より得られた結果と相違点が認められたため、今後さらに検証を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒトiPS細胞から成熟骨格筋細胞への分化誘導過程における附置実験により、galectin-3が特異的作用を現すことを見出した。また、分化過程におけるgalectin-3附置後に得られた成熟骨格筋細胞にも特徴的変化が見出されたことより、galectin-3は幹細胞から機能細胞への分化過程において特異的作用を有することが示唆された。骨格筋細胞分化過程における障害機序を明らかにするとともに、新たに脂肪細胞分化過程におけるgalectin-3附置の影響評価を進め、galectin-3によるインスリン抵抗性発現機序として個体レベルにおいて検索を進める。
令和２年度は新型コロナ感染症の影響により、他施設共同研究として実施しているカニクイザルインスリン抵抗性モデル個体を用いたヒトiPS細胞免疫隔離カプセル移植実験の実施には遅れが生じているが、これまでに得られた成果にはマウスモデルにおいて得られた結果と相違点が有るため、実験結果のヒトへの外挿を図る上でカニクイザルモデルにおける成果は重要と考えられる。実験計画の達成に向けて、今年度に可能な限り進捗させる予定である。
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Research Products
(3 results)
