Characteristic analysis of canine mesenchymal stem cells capable of differentiating into insulin-producing cells and establishment of transplantation therapy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02373
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Nippon Veterinary and Life Science University
• Principal Investigator: Teshima Takahiro 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 准教授 (80610708)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高野 貴士 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 講師 (20462781) ; 道下 正貴 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 准教授 (50434147) ; 佐々木 崇 札幌医科大学, 医学部, 講師 (50723897)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 糖尿病 / インスリン / 間葉系幹細胞 / 犬 / 再生医療

Outline of Final Research Achievements

This research was conducted to realize transplantation therapy of insulin-producing cells produced from adipose tissue-derived mesenchymal stem cells as a new treatment for diabetes mellitus in dogs. We succeeded in increasing the efficiency of induction of mesenchymal stem cells into insulin-producing cells by gene transfection of four transcription factors (Pdx1, Neurog3, MafA, Pax4). Secreted factors from differentiated insulin-producing cells showed hypoglycemic effects in diabetic mice, but could not achieve sufficient hypoglycemic effects to normoglycemia after cell transplantation. Immortalized mesenchymal stem cells established to ensure a sufficient cell source were also able to induce differentiation into insulin-producing cells.

Free Research Field

獣医再生医療学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖尿病は犬の代表的な内分泌疾患であり、その治療にはインスリン注射が不可欠である。そのため、飼い主は毎食後に必ずインスリン投与を実施する必要があり、その負担は非常に大きい。そこで、インスリン注射に代わる新たな治療法の確立を再生医療によって実現することを目標に本研究に取り組んだ。本研究成果として、犬の脂肪由来間葉系幹細胞から分化誘導したインスリン産生細胞によって血糖降下作用が確認できた。しかし、糖尿病マウスへの移植では、正常血糖値までの十分な血糖降下作用を実現するには至らなかった。本研究結果はインスリン注射に代わる新たな移植療法の可能性を示唆し、今後さらなる研究を継続する価値があると考えている。