レポーター遺伝子導入による間葉系幹細胞の未分化性維持と分化様式の解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21390062
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 松崎 有未 慶應義塾大学, 医学部, 特任准教授 (50338183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 佳見 慶應義塾大学, 医学部, 特任助教 (20505044) ; 鈴木 禎史 慶應義塾大学, 医学部, 研究員 (70465003) ; 森川 暁 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (00424169) ; 馬渕 洋 慶應義塾大学, 医学部, 特任助教 (50424172)
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 再生医学 / 細胞・組織 / 移植・再生医療

Research Abstract

本研究課題にて我々はマウス間葉系幹細胞がPDGFRα+Sca-1+細胞分画中に濃縮されていることを明らかにし、Cre-loxPシステムを用い、PO・Wnt1プロモーターの神経堤細胞に対する特異性を利用し、これらプロモーターとレポーター遺伝子(GFPやβ-galactosidase)を掛け合わせたトランスジェニックマウスを作成し、成体における神経堤幹細胞を含む神経堤由来の細胞のトレーシングを行うことで、間葉系幹細胞の発生起源を明らかにする試みを行った。
1)PO-cre/CAG-EGFPマウスの骨髄を対象に、濃縮されたMSCs集団であるPDGFRα+Sca-1+分画をフローサイトメトリーで解析した結果、PDGFRα+Sca-1+細胞中約10%がGFP陽性であり、神経堤由来の間葉系幹細胞が存在することが明らかになった。
2)PO^+,PO^-両方の分画より分離したMSCsはどちらも脂肪、軟骨、骨等、間葉系細胞への分化能を持ち、両者には機能的な差が見られなかった。
3)初期の原腸胚形成期に沿軸中胚葉領域に発現するMespl遺伝子プロモーターの下流にcreを発現するトランスジェニックマウス(Saga et al.Development 126;3437-47,1999)を用い、成体における中胚葉幹細胞を含む沿軸中胚葉由来の細胞を同様に特異的に標識しトレーシングする試みを行った。
3)Mespl-cre/CAG-EGFPマウスをフローサイトメトリーサイトメーターにて解析した結果、PDGFRα+Sca-1+細胞中GFP陽性細胞は約15%であった。
4)MSCはMespl陽性陰性いずれの分画にも存在し、どちらの分画からも脂肪、軟骨、骨へ分化する間葉系幹細胞を分離することが可能であった(Niibe et al 2011)。
以上の結果から、成体マウス骨髄中には少なくとも、神経堤由来、沿軸中胚葉由来と其れ以外、という発生由来の異なる間葉系幹細胞が存在しているが、それぞれのMSCは全く同じ増殖能と分化能を示し、機能的な差が全く見られないことが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Neural Stem Cells Directly Differentiated from Partially Reprogrammed Fibroblasts Rapidly Acquire Gliogenic Competency (2012)
  • Author(s): Matsui T, Takano M, Yoshida K, Ono S, Fujisaki C, Matsuzaki Y, Toyama Y, Nakamura M, Okano H, Akamatsu W
  • Journal Title: Stem Cells
  • DOI: doi:10.1002/stem.1091
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA-Binding Protein Musashi1 Modulates Glioma Cell Growth through the Post-Transcriptional Regulation of Notch and PI(3) Kinase/Akt Signaling Pathways (2012)
  • Author(s): Muto J, Imai T, Ogawa D, Nishimoto Y, Okada Y, Mabuchi Y, Kawase T, Iwanami A, Mischel PS, Saya H, Yoshida K, Matsuzaki Y, Okano H
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7(3)
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0033431
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bioluminescent system for dynamic imaging of cell and animal behavior (2012)
  • Author(s): Hara-Miyauchi C, Tsuji O, Hanyu A, Okada S, Yasuda A, Fukano T, Akazawa C, Nakamura M, Imamura T, Matsuzaki Y, Okano HJ, Miyawaki A, Okano H
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 419(2) Pages: 188-93
  • DOI: doi:10.1016/j.bbrc.2012.01.141
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The dual origin of the peripheral olfactory system : placode and neural crest (2011)
  • Author(s): Katoh H, Shibata S, Fukuda K, Sato M, Satoh E, Nagoshi N, Minematsu T, Matsuzaki Y, Akazawa C, Toyama Y, Nakamura M, Okano H
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 4 Pages: 34
  • DOI: doi:10.1186/1756-6606-4-34
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional analysis of HOXD9 in human gliomas and glioma cancer stem cells (2011)
  • Author(s): Tabuse M, Ohta S, Ohashi Y, Fukaya R, Misawa A, Yoshida K, Kawase T, Saya H, Thirant C, Chneiweiss H, Matsuzaki Y, Okano H, Kawakami Y, Toda M
  • Journal Title: Mol Cancer Volume: 10 Pages: 60
  • DOI: doi:10.1186/1476-4598-10-60
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of a Novel Intronic Enhancer Responsible for the Transcriptional Regulation of Musashi1 in Neural Stem/Progenitor Cells (2011)
  • Author(s): Kawase S, Imai T, Miyauchi-Hara C, Yaguchi K, Nishimoto Y, Fukami SI, Matsuzaki Y, Miyawaki A, Itohara S, Okano H
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 4(1) Pages: 14
  • DOI: doi:10.1186/1756-6606-4-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Greneration of stratified squamous epithelial progenitor cells from mouse induced pluripotent stem cells (2011)
  • Author(s): Yoshida S
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6(12)
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0028856
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フローサイトメトリーを用いた間葉計幹細胞の直接分離 (2012)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: 次世代医学セミナー・ワークショップ
  • Place of Presentation: 福島県:福島県立医科大学(招待講演)
  • Year and Date: 2012-02-29
• [Presentation] フローサイトメトリーによる高純度間葉系幹細胞の分離 (2011)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: 第40回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 千葉県:幕張メッセ(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] SP細胞の分離 (2011)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: 第28回ベックマンコールターセミナー
  • Place of Presentation: 東京都:慶應医学部信濃町キャンパス(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-18
• [Presentation] フローサイトメトリーによるSP細胞の同定と分離技法 (2011)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: ベックマンコールターセミナーIn-House Seminar : SP細胞-解析とソーティング
  • Place of Presentation: Canada : Metro Tronto Convention Centre(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-05
• [Presentation] Mesenchymal stem cells & cGVHD (2011)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: RIKEN RCAI SEMINAR
  • Place of Presentation: 神奈川県:理研鶴見研究所(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-02
• [Presentation] 幹細胞研究の骨軟部腫瘍学への応用:間葉系幹細胞の特徴と機能 (2011)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: 第26回日本整形外科学会
  • Place of Presentation: 京都府:国立京都国際会館(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-14
• [Presentation] Single Cell Isolation elucidates Heterogeneity within the Human Mesenchymal Stem/Progenitor Cell Compartment (2011)
  • Author(s): 松崎有未、馬渕洋
  • Organizer: ISSCR
  • Place of Presentation: カナダ:メトロトロントコンベンションセンター(ポスター)
  • Year and Date: 2011-06-17
• [Presentation] Hematopoietic and MNSc. Donor MSCs trigger chronic gaft-versushost disease following minor antigen-mismatched bone marrow transplantation (2011)
  • Author(s): 松崎有未
  • Organizer: 第32回日本炎症再生医学会
  • Place of Presentation: 京都府:国立京都国際会館(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-03
• [Remarks]
  • URL: http://www.okano-lab.com/