Creation of mesenchymal stem cells using transdifferentiation and undifferentiated induction by the transcription factor TWIST1

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K09263
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 森 樹史 近畿大学, ライフサイエンス研究所, 助手 (40760492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺村 岳士 近畿大学, 大学病院, 准教授 (40460901) ; 竹原 俊幸 近畿大学, 大学病院, 助教 (60580561)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / TWIST1 / ステムネス

Outline of Annual Research Achievements

間葉系幹細胞(MSC)は骨髄や脂肪などから分 離される組織幹細胞であり、優れたサイトカイン産生能力と分化能を有する事から様々な疾患に対する再生医療材料としての期待が高まっている。申請者らは、転写因子Twist1がMSCの幹細胞性に極めて重要な分子であり、MSCの性能を評価する上で有用であることを発見している。本研究では、同知見を有用な医療技術として発展させるため、Twist1との発現相関性による新規表面マーカーの同定、Twist1の操作による体細胞および血液細胞からの正常ヒトMSCの作製と評価を試みた。
Twist1強制発現細胞のトランスクリプトーム解析により、TWIST1の発現と相関する細胞表面タンパク質としてLRRC15、NHRNA1、EMP1、CHRNA1、OR8B3が同定された。このうちLRRC15については共同研究者らのグループにより機能解析が進められ、論文報告がなされた。他の分子についてはMSCでの機能がほぼ未解明であり、今後、新規マーカーとして解析を進めていく。
Twist1の発現操作によるEMTの誘導とMSC化の研究については、CD34+HSCへのTwsit1の導入のみでは、安定的なMSCを誘導することは困難であった。そこで上皮細胞株、ヒト正常線維芽細胞でTWIST1発現させ、ID1、ID2遺伝子を指標としてMSC化の条件を詳細に検討した。その結果、TWIST1の強制発現は正常細胞で増殖停止、細胞死を引き起こすケースがあり、siRNAによるP53が有効であることを明らかにした。血液細胞でのsiRNA処理は低効率であることから、P53阻害剤の添加が有効である可能性があり、今後、TWIST1の導入タイミングとともに分化転換条件を検討していく予定である。