Potential reprogramming of skin fibroblasts by gadolinium stimulation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08799
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53050:Dermatology-related
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: Hayashi Shujiro 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (00599871)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井川 健 獨協医科大学, 医学部, 教授 (00372441)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ガドリニウム / ガドリニウム造影剤 / ガドジアミド / ガドテル酸メグルミン / リプログラミング

Outline of Final Research Achievements

Previously, we investigated the pathogenesis mechanism of nephrogenic systemic fibrosis, a disease that causes fibrosis in various organs due to the administration of gadolinium (Gd) during MRI examinations, and found that the Gd lead to a large number of CD34-positive fibroblasts. CD34 is one of the surface markers of mesenchymal stem cells. Therefore, we hypothesized that Gd stimulation lead fibroblasts to an undifferentiated direction. When two types of Gd contrast media with different chelate binding capacities were used for analysis, the contrast media with low chelate binding capacity significantly increased cell proliferation and increased expression of multiple undifferentiated markers. This result indicates the possibility that Gd stimulation causes reprogramming.

Free Research Field

皮膚科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、iPS細胞作製の技術ならびに考え方の出現により、生命科学の常識が大きく変わった。その一つが、我々を構成する体細胞は、実は、豊富な可塑性を包含しており、様々な環境に応じて、多能性を持つ可能性を持っているという考え方である。本研究では、Gdによる刺激が皮膚線維芽細胞をより未分化な状態に巻き戻す可能性を追究することを目的にしている。Gd刺激により線維芽細胞が未分化方向へ巻き戻ることが確認されれば、Gd刺激をうまく利用することによって、iPS細胞を介さない、あるいは、遺伝子の導入などを必要とせず、培地環境の変更で、体細胞が胚葉を越えた分化（direct conversion）を示す可能性がある。