間葉系幹細胞の生体内挙動解析に基づく機能増強型移植細胞の作製

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10029
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 高田 仁実 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80641068)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / シングルセル解析 / 下肢虚血

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、脂肪由来間葉系幹細胞において、培養の有無および培養方法の違いがどのような性質変化を誘導するのか解明することを目的としている。そこで今年度は、脂肪組織から採取した直後の間質血管細胞群(SVF)、接着培養で増殖させたSVF、浮遊培養したSVF、接着培養で増殖させた後に浮遊培養したSVFのシングルセル遺伝子発現データを解析し、発現変動する遺伝子のエンリッチメント解析を行った。まず、脂肪組織から採取した直後のSVFと培養後のSVFとで発現変動する遺伝子を比較した結果、培養後のSVFでは組織再生に関わる成長因子の発現が上昇する一方、炎症を誘導する因子の発現も上昇することが明らかになった。次に、接着培養したSVFと浮遊培養したSVFを比較すると、浮遊培養したSVFではケモカインや神経再生に関わる分泌性因子が高発現していることが明らかになった。また浮遊培養したSVFは接着培養したSVFと比較して、脂肪から採取した直後のSVFの遺伝子発現パターンを維持する傾向にあることが明らかになった。さらに、浮遊培養したSVFと接着培養の後に浮遊培養したSVFの遺伝子を比較すると、発現変動する遺伝子の数は極めて少なかったものの、浮遊培養した細胞においてマトリックスメタロプロテアーゼの発現や軸索誘導に関わる遺伝子の発現が上昇していることが示された。以上の解析により、培養前後および培養方法の違いによって誘導される遺伝子発現変化の詳細をシングルセルレベルで明らかにすることに成功した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度は、様々な培養条件で増殖させた脂肪由来間質血管細胞群(SVF)で発現変動する遺伝子を同定するとともに、発現変動遺伝子のエンリッチメント解析から、それぞれの細胞の性質の違いを予想することに成功した。しかしながら、下肢虚血モデルマウスに移植した後のSVFで起こる遺伝子発現変化を同定するまでには至らなかった。現在、SVFを移植した筋肉組織を乖離し、移植細胞を取り出すための組織乖離条件を検討しており、実験条件が確立次第、早急に遺伝子発現解析を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

シングルセル遺伝子発現解析の結果から、浮遊培養したSVFでは軸索誘導や軸索再生に関わる因子の発現が上昇することが明らかとなった。そこで来年度は、新たに軸索再生モデルを用いて様々な培養条件で増殖させたSVFの治療効果を比較することを計画している。
また来年度は、移植後のSVFで発現する遺伝子を解析し、移植前後でおこる遺伝子発現変化を同定することを計画している。これらの解析により、生体内においてSVFがどのように治療効果を発揮するのか、そのメカニズムを解明する。

Causes of Carryover

今年度は国際学会の参加を見合わせたため、使用予定であった旅費を次年度に繰り越している。またサンプル作成の遅れにより、今年度行う予定であった遺伝子発現解析の試薬代を繰り越したため、次年度に解析を行うことを計画している。