The analysis of the nature of mesenchymal stem cell-derived exosome and its therapeutic effect

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03879
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 古谷野 潔 九州大学, 歯学研究院, 特別教員 (50195872)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熱田 生 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (30423487) ; 鮎川 保則 九州大学, 歯学研究院, 教授 (50304697)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / エクソソーム / 治療効果

Outline of Annual Research Achievements

種々の幹細胞の中でも，特に未分化間葉細胞（Mesenchymal Stem Cell: MSC）は，組織や臓器の再生の出発点となるだけではなく，疾患の治癒能力を有することが明らかになりつつある．全身投与されたMSCは，炎症がある箇所へ集積し，局所で治癒能力を発揮して炎症その他の疾患状態を改善する．このとき，MSCはcell-cell contactによって損傷した細胞を修復する可能性，あるいはMSCから放出された何らかの物質が損傷した細胞を修復する可能性が考えられる．本研究計画では，後者の「MSCから放出された何らかの物質が損傷した細胞を修復する可能性」を念頭に企画した．
本研究ではまず薬剤関連顎骨壊死（MRONJ）マウスモデルを用いた．そしてMRONJマウス由来間葉系幹細胞（MSC）と健全マウス由来MSCのエクソソームを比較することによって，治癒能力の差が何の変化に起因するのかを検討することを目標とした．
MSCからエクソソーム特異的表面抗原CD9を指標にエクソソームを採取し，エクソソームのプロテオーム解析，マイクロアレイ法による内包mRNA, miRNAの解析を行うことを目標とした．まず健全マウスを用い，MSCの採取，培養，エクソソームの採取を行い，エクソソームを安定的に採取することができた．次にMRONJマウスを用いて同様にMSCの採取，培養，エクソソームの採取を行い，こちらもエクソソームを安定的に採取することができた．
さらに，健全MSCおよびMRONJマウスMSC由来エクソソームに含まれるタンパクの抽出を試み，抽出することができた．抽出したタンパクについてはELISA法で発現の差違を検討した．現在のところ健全およびMRONJマウス由来エクソソームに含まれるタンパクに明確な差違は認められなかったが，抽出量が少なかったため，さらに実験方法について検討する予定．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

老齢マウス由来MSCのエクソソーム解析と比較検討ができなかったため．また，量的，質的解析も十分なデータが得られていないため．

Strategy for Future Research Activity

令和４年度はCOVID-19の制約も減ると思われるので，実験環境が大きく改善されると思われる．これまでの実験はやや進度が遅れているものの，大幅な遅れではないので，今年度に十分挽回できると考えている．