2020 Fiscal Year Research-status Report
Ex vivo reconstruction of hematopoietic function using 3D culture of umbilical cord blood cells
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20K12592
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
三好 浩稔 筑波大学, 医学医療系, 講師 (70292547)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 造血幹細胞 / ストローマ細胞 / 三次元培養 / 共培養 / 臍帯血 / ティッシュ・エンジニアリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
造血幹細胞移植の１種である臍帯血移植の応用範囲を広げるためには、臍帯血中の未分化な造血系細胞（造血幹細胞）を生体外で効率的に増幅できるような培養系を確立する必要がある。その方法の一つに、造血幹細胞の増幅を支持するストローマ細胞と造血系細胞を共培養することが挙げられるものの、共培養に用いられている細胞の多くはストローマ細胞株など他家由来の細胞であるため、臨床応用は困難である。そこで本研究では、臍帯血中に含まれるストローマ細胞など自己由来の材料のみを用いて、造血幹細胞を増幅できる方法を検討することを目的とした。
代表者らのこれまでの研究で、多孔質樹脂を担体とする臍帯血細胞の三次元培養法を検討してきた。その結果、臍帯血中にもストローマ細胞が存在するものの、その増殖速度は極めて遅いことが強く示唆された。そこで本研究では、まずストローマ細胞の刺激因子を使用することで、ストローマ細胞を増殖させることを試みた。刺激因子には basic fibroblast growth factor (bFGF)、epidermal growth factor (EGF)、dexamethasone (Dex) の３種類を用い、これらを単独、あるいは組み合わせて異なる濃度（10～100 ng/ml）で添加して臍帯血細胞を培養した。単層培養系で検討した結果、いずれの条件下でも安定して細胞を増殖させることはできなかった。
そこで、臍帯血成分を用いた他の培養方法として、三次元培養系において臍帯血血漿が造血幹細胞の増幅に及ぼす影響を検討した。その結果、通常の培養法に比べて造血幹細胞の増幅度が高まったことから、臍帯血血漿が造血幹細胞の増幅に有効であることが確認された。
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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
臍帯血に含まれているストローマ細胞を効率的に増幅させるという実験については、現時点までに良好な結果は得られていない。しかし、臍帯血中の血漿成分が造血幹細胞の増幅に及ぼす効果を検討したところその有用性が見出され、予備的実験では造血幹細胞を３倍程度にまで増幅することができた。
本研究の最終的な目標は、他家の細胞を用いることなく簡便な方法で臍帯血中の造血幹細胞を効率的に増幅することにあるため、本年度の研究の結果、この目標を達成するための新たな方法を示すことができた。今後は、培養条件を詳細に検討することで、造血幹細胞の増幅度を高めることができると期待される。これらのことから、「研究は概ね順調に進行している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ストローマ細胞の増幅方法については、本年度に用いた３種類の刺激因子に加えて、他の因子やそれらの組合せについて検討する必要がある。
臍帯血血漿が造血幹細胞の増幅に及ぼす効果については、血漿の添加濃度の影響を調べることで、濃度の最適化を行う予定である。この実験では、細胞の培養密度が造血幹細胞の増幅に及ぼす影響についても同時に調べる。また、これまで使用した臍帯血血漿は凍結保存されている臍帯血中のものであり、凍害保護剤が含まれている。一般に凍害保護剤は培養細胞には悪影響があると考えられていることから、凍害保護剤を含まない臍帯血血漿を用いた増幅実験を行うことで、血漿の効果をより正確に評価する必要がある。
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