2019 Fiscal Year Research-status Report
ヒト多能性幹細胞(Muse細胞)による放射線障害の治療法開発
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19K23935
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤嶋 洋平 東北大学, 医学系研究科, 助教 (80846684)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 放射線障害 / Muse細胞 / 多能性幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Muse細胞は、組織からSSEA-3陽性細胞として分離することが可能な多能性幹細胞で、自発的に、外胚葉系、中胚葉系、内胚葉系の細胞に分化することができる。腫瘍形成をせず、他家移植が可能である。さらに静脈投与等により、障害部位への特異的な遊走・生着能を持つ。癌の放射線治療や緊急被ばく医療において、正常組織の放射線障害の治療は重要であるが、基本的にステロイドの投与と対症療法しかない。
Muse細胞をはじめ、iPS細胞やES細胞などの多能性幹細胞を用いた放射線障害の治療に関する報告は少ない。さらにMuse細胞は、投与すると障害部位へ特異的に遊走・生着し、その組織に応じた細胞に自発的に分化するため、分化誘導が必要なiPS細胞やES細胞を用いた治療に比べると非常に大きなメリットがある。このことから、放射線障害の幹細胞移植による治療法として有用である可能性は極めて高い。
2019年度の取り組みとしては、所属施設において動物実験に関する動物実験専門委員会の承諾が得られるよう準備を行い、2019年1月の審査にて研究内容および実験プロトコルに関する承認を得た。このため、動物実験に関して2019年度は行なっていない。
Muse細胞はヒト骨髄の間葉系幹細胞（hMSC）からSSEA-3陽性細胞として分離するが、hMSCではSSEA-3細胞は1％程度の比率に過ぎない。Muse細胞の比率を高める方法として、長時間トリプシン処理、低温・低酸素・無血清状態でのコラーゲン処理、遠心後にPBSに懸濁など、様々な方法が報告されている。申請者が所属する研究室では、これまで低酸素状態の生物影響について研究してきた実績があり、低酸素状態におくことによりMuse細胞を効率よく採取する研究を行なった。これまでに、hMSCを用いた実験では低酸素状態により、細胞がより未分化に変化することを明らかにしている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Muse細胞の調整法では、ほぼ順調に研究が進行している。マウスを用いた実験に関しては、2019年9月に本研究の承認を受けてから動物実験専門委員会に申請をし、動物実験の承認が受けられたのが2020年1月となったため、やや遅れている。現在は実験環境の整備を行っており、実験プロトコルの確立など動物実験の開始に向けた準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在は、動物実験の承認が得られたことから、実験環境の整備を行っており、実験プロトコルの確立など動物実験の開始に向けた準備を進めている。また、hMSCから効率よくMuse細胞を採取する方法についても研究を行なっている。2020年度は以下の実験を行なう予定である。
（１）静注されたMuse細胞が各組織の放射線障害部位に生着し、分化し、増殖する能力があるかどうかを明らかにする。SCIDマウスを用い、SCIDマウスの半数致死線量（LD50/30）である4.1Gyの約半分の線量である2Gyを全身照射し、ヒトMuse細胞を静注し、2週間後に様々な臓器を摘出する。ヒトMuse細胞はhuman BM-MSCsをLonzaから購入し、FACSによりSSEA-3陽性細胞を分離する。各組織よりRNAを抽出し、human-specific Alu sequenceに特異的なプライマーを用いたqPCRによって評価し、各臓器へのヒトMuse細胞の分布について定量化する。次いで、各組織について抗ヒトミトコンドリア抗体を用いて免疫染色し、ヒトMuse細胞を選択的に染色する。
（２）Muse細胞は臨床的には免疫による排除の可能性があるため、炎症、免疫の研究にしばしば用いられるクローズドコロニーマウスであるICRマウスを用いて、ヒトMuse細胞及びC57BL/6Jマウス由来のマウスMuse細胞を静注することによりICRマウスの放射線障害が軽減するかどうかを検討する。放射線障害としては、全身照射によるLD50/30に及ぼす影響を検討し、末梢血中の赤血球数、白血球数、血小板数を測定する。また、ヒトMuse細胞を用いた実験では抗ヒトミトコンドリア抗体を用いて骨髄や腸管などの組織を免疫染色し、細胞の生着・分化・増殖について検討する。
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| Causes of Carryover |
2019年9月に本研究の承認を受けてから動物実験専門委員会に申請を行い、動物実験の承認が受けられたのが2020年1月となったことから、2019年度は未使用金が生じた。そのため、2019年度から開始する予定であった動物実験を2020年度から開始することとし、未使用金はその経費に充てる。
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