アクチン動態に基づく臍帯由来間葉系幹細胞における骨芽細胞分化誘導法

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K10010
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岩竹 真弓 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任講師 (40624614)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 住田 吉慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (50456654) ; 長村 登紀子 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (70240736)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 臍帯由来間葉系幹細胞 / 骨再生 / アクチン重合

Outline of Annual Research Achievements

頭蓋骨・垂直的骨増生モデルに高効率な骨芽細胞分化誘導を示す臍帯MSCをβ-TCP顆粒に播種して移植を行ったところ、移植後8週までに経時的に有意な新生骨形成量の亢進が見られたた。さらに、骨芽細胞分化の指標であるALP活性がプラトーに達する直前の培養7日目のUC-OBと、さらに骨芽細胞分化が成熟する培養10日目のUC-OBで骨形成能を比較したところ、培養7日目のUC-OBを移植した試料で骨形成量が亢進していた。前骨芽細胞から骨芽細胞への分化初期のUC-OBが生体での骨誘導には有利であることが示唆された。この結果については、5名の臍帯MSCで再現性を確認しており、安定的に骨形成能を発揮するUC-OBを得ることができている。
一方で、UC-OBは臍帯MSCのゲル上培養で得られるが、その高い分化誘導の機序については、プラスチック培養皿でアクチン重合阻害剤を併用して分化誘導した臍帯MSCを移植したところ、ゲル上培養と同等のレベルには達しないものの、阻害剤無添加で分化誘導した細胞と比較して有意に骨形成量は亢進した。そのため、生体で高い骨形成能を発揮する臍帯MSCは臍帯MSCのアクチン動態への介入により得られることが示された。
UC-OBによる骨形成誘導の機序について、移植された臍帯MSCは、RANKLやBMP、OC、VEGFなどを高発現していることから、移植後の一定期間移植局所に留まり、レシピエントの破骨細胞や間葉系幹細胞、骨芽細胞の活性化に機能する液性因子などを分泌することが示唆される。