Glycan antigen changes on cultured cells and the mechanism of immune response development in autologous cell transplantation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22672
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Norimasa Iwasaki 北海道大学, 医学研究院, 教授 (30322803)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 照川 アラー 北海道大学, 医学研究院, 助教 (00723074) ; 古川 潤一 名古屋大学, 糖鎖生命コア研究所, 特任教授 (30374193) ; 宝満 健太郎 北海道大学, 医学研究院, 博士研究員 (40823331)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: 免疫応答 / スフィンゴ糖脂質 / マクロファージ / 軟骨細胞 / 間葉系幹細胞 / 自家細胞移植

Outline of Final Research Achievements

The transplanted cells disappear relatively shortly after transplantation, even with autologous cell transplantation. This suggests the presence of factors that alter the immune response of cells in expanded culture prior to transplantation. In this study, we found that glycans that bind to proteins and lipids on the cell surface change with passaging, and that repeated passaging of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) and chondrocytes generates an immune response. The changes in glycan profiles produced by passages proved to serve as highly immunogenic targets by macrophages as antigens.

Free Research Field

整形外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自家細胞移植は免疫拒絶を受ける恐れがないことがメリットであるが、継代培養を重ねることにより自家細胞間において免疫応答が生じることを初めて明らかにした。継代に伴う糖鎖構造変化が細胞表面の抗原として認識される可能性を示し、その糖鎖の生合成を阻害することによって継代による免疫反応発生が抑制された。本結果は、移植後の細胞消失の予防に繋がり、移植細胞数を大幅に減少した再生医療の実現が期待できる。