低接着幹細胞における分化促進メカニズムとその普遍性の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12815
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 安永 茉由 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (70712181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣瀬 志弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80415736) ; 伊藤 敦夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (30356480)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 脂肪由来間葉系幹細胞 / 細胞接着 / 骨分化 / 脂肪分化 / ジルコニア / 神経幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

ラット脂肪由来間葉系幹細胞の骨分化誘導条件および脂肪分化誘導条件について最適化を行い、ジルコニア上のナノ周期構造の細胞分化への影響を解析した。結果、ナノ周期構造の分化への影響は分化誘導方向に依存する可能性を新たに見出した。現在、論文執筆中である。
これまで当該現象について、ラット由来の間葉系幹細胞を用いて検証してきた。そこでヒト由来の間葉系幹細胞においても同様の現象が見られるのか確認する必要があった。まず2種類のヒト骨髄由来間葉系幹細胞を用いて、その骨分化誘導条件および脂肪分化誘導条件について検討した。一方の細胞株では骨分化能および脂肪分化能を確認できたが、もう一方の細胞株では誘導条件の検討を行ったが、骨分化能を全く確認できなかった。今後の初期細胞接着面積と各種細胞への分化能の関係性については、両細胞への分化能を確認した細胞株を優先して使用することにした。骨分化能を確認できなかった細胞株についても、ナノ周期構造の分化促進効果が有効であるか合わせて検証することにした。
骨や脂肪は中胚葉由来であるため、外肺葉由来である神経分化においても同様の現象が見られるのか確認する必要があった。まずヒト神経幹細胞のニューロン分化条件とアストロサイト分化誘導条件の検討、分化能評価法の確立を行った。ニューロン分化誘導後の分化能評価はSOX2、DCX、TUBB3の遺伝子発現、アストロサイト分化誘導後の分化能評価はGFAPの遺伝子発現および免疫組織化学で実施することにした。今後、神経幹細胞の初期細胞接着面積と各種細胞への分化能の関係性についての解析を進める。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ラット脂肪由来間葉系幹細胞におけるジルコニア上のナノ周期構造の細胞分化とへの影響については論文投稿準備中である。またヒト骨髄由来間葉系幹細胞の骨分化、脂肪分化やヒト神経幹細胞のニューロン分化、アストロサイト分化誘導条件の検討およびその分化能評価系の構築も完了した。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

今後、以下の項目について研究を推進する。
・ヒト骨髄由来間葉系幹細胞の骨分化誘導系の構築
・ヒト神経幹細胞のアストロサイトの初期細胞接着面積と各種細胞への分化能の関係性についての解析
・低接着細胞で発現変動する遺伝子の網羅的解析

Causes of Carryover

論文投稿費および校閲費のため予算を確保していたが、データの追加が必要になり投稿できなかったため、次年度使用が生じた。今年度、同目的で使用予定である。