間葉系幹細胞の血管新生機構解明による細胞単離／濃縮技術の開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K16018
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 渡邊 朋子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (70827980)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 培養上清 / 血管新生 / 血管内皮細胞 / シグナリング / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

本研究では高い血管新生能を示す間葉系幹細胞(MSC)株で機能する分泌因子／転写因子ネットワークを解明し、高血管新生能MSCの単離／濃縮システムの開発を目指した。近年MSCを用いた血管新生／再生療法が虚血性疾患に対して治療効果を示すことが報告されており、臨床研究が進められている。しかしながらMSCは株ごとに血管新生能が異なり、思い通りの治療成績をあげられないという課題がある。またMSCが血管新生を亢進する分子的機構についても不明な点が多く残されている。そこで本研究では1)in vitro血管新生モデルを利用し血管新生能が高い／低いMSC株を特定する、2)プロテオーム解析により血管新生に寄与する因子を特定する、3)非侵襲的なソーティングにより高血管新生能細胞の分離システムを確立する。以上の方法により、MSCの血管新生機構解明および単離／濃縮システムの開発を目指した。

本年度までに以下について主に研究を行った。血管内皮細胞を用いて不完全な血管構造が構築される条件を見出し、培養上清を添加した際の血管構造の回復度合いから、血管新生能を評価出来る系を構築した。位相差画像から血管構造を線形化し、血管の全長、分岐ポイント数、網目構造の面積を定量化した。６種類の由来の異なる培養上清を利用して血管新生能を評価し、プロテオーム解析により発現タンパク質の比較解析を行った、その結果、高血管新生能を持つ細胞株で高発現するタンパク質、あるいは細胞株の持つ血管新生能とタンパク質発現量の間に正の相関が見られるものの中から、血管新生に寄与する因子として２種類のシグナル関連因子を特定した。同定した２種類のシグナル関連因子のリコンビナントタンパク質を添加したところ、顕著に血管新生が促進される様子が見られた。現在は高血管新生能MSCの単離／濃縮技術の開発に向け、準備を進めている。