高純度ヒト口腔間葉系幹細胞・造血系幹細胞のシンプルな分離法と均一細胞治療法の開発

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09959
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 中川 種昭 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00227745)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森川 暁 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (00424169)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 間葉系間質細胞 / 造血幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究の最終目的は医療廃棄物である抜去歯から、単一ポジティブマーカーを指標に、ヒトMSCsとヒトHSCsを分離し、その安全性と有効性を評価し、持続可能かつ安定した細胞治療製品の開発、実現である。骨髄MSCsの単独予期的分離マーカーとしてCD73が注目されている。ヒト骨髄のCD73+細胞はMSCsマーカーであるCD29, CD44, CD90, CD271, Leptin receptorが高発現していることを確認している。
マウスおよびラットの硬組織欠損モデル作製と移植方法の確立・術後組織反応の評価
対象とする硬組織疾患は1)歯槽骨・顎骨欠損および薬剤関連顎骨壊死、2)唇顎口蓋裂に対する腸骨移植代替療法、3)良性腫瘍・顎骨嚢胞・顎骨壊死切除後の腸骨移植代替療法、4)脊椎椎体骨折や大腿骨頭壊死症などを想定している。これまで確立したマウスおよびラットの歯周病モデル、薬剤関連顎骨壊死モデル、頭蓋骨欠損モデルにて評価する。
間葉系幹細胞に関して。余剰検体として注目しているのは口腔インプラントの2次手術時の角化組織増大術の際に用いる結合組織移植片である。余剰な結合組織移植片をトリミングする際に生じる余剰組織片を検体として、間葉系幹細胞・間質細胞の細胞供給源となり得るかについて、in vitroにて検証している。
造血幹細胞に関して。本研究課題の実験実施によって、ヒト歯髄組織には造血幹細胞がほとんど存在しないことが明らかとなった。同じ口腔組織の廃棄検体からの幹細胞分離のコンセプトはそのままに、顎変形症の骨切り術にて生じる余剰検体からヒト造血幹細胞分離を検証している。現在検体処理のプロトコールを確立中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

間葉系幹細胞に関して
1本の抜去歯からヒト歯髄組織を処理して目的の細胞をマーカー分離するためには、ある程度の細胞数が必要であることがわかった。
造血幹細胞に関して
これまでの実験によるヒト抜去歯の解析から、ヒト歯髄組織には造血幹細胞がほとんど存在しないことが明らかとなった。同じ口腔組織の廃棄検体からの幹細胞分離のコンセプトはそのままに、顎変形症の骨切り術にて生じる余剰検体からヒト造血幹細胞分離を検証している。現在検体処理のプロトコールを確立中である。

Strategy for Future Research Activity

間葉系幹細胞に関して
数人から数本の歯の歯髄細胞をプールすれば細胞表面マーカーによる解析と分離が可能なこともわかったが、最終的な実臨床への応用を考慮すると、現実的はアプローチではない。余剰検体として注目しているのは口腔インプラントの2次手術時の角化組織増大術の際に用いる結合組織移植片である。余剰な結合組織移植片をトリミングする際に生じる余剰組織片を検体として、間葉系幹細胞・間質細胞の細胞供給源となり得るかについて、in vitroにて検証している。
造血幹細胞に関して
「口腔組織検体からの幹細胞分離」のコンセプトはそのままに、口腔組織由来の造血幹細胞同様に余剰検体からの間葉系幹細胞・間質細胞の分離とその応用へと、細胞供給源の部分を変更した。

Causes of Carryover

ヒト間葉系幹細胞のシンプルな分離に関しては、1本の抜去歯からヒト歯髄組織を処理して目的の細胞をマーカー分離するためには、ある程度の細胞数が必要であることがわかった。数人から数本の歯の歯髄細胞をプールすれば細胞表面マーカーによる解析と分離が可能なこともわかったが、最終的な実臨床への応用を考慮すると、現実的はアプローチではない。そこで本プロジェクトのコンセプトである「口腔組織検体からの幹細胞分離」はそのままに、口腔組織の細胞供給源を変更し、検証している。また、ヒト歯髄組織には造血幹細胞がほとんど存在しないことが明らかとなった。現在、口腔顎顔面組織の余剰検体からヒト造血幹細胞分離を検証している。これらの理由から当初の計画より実験計画が遅れてしまったために次年度の使用額が生じたが、現在は計画どおりに進まなかった場合の対応を行い、本課題の研究活動を進めている。2023年度の未使用金に関しては、上記の研究計画を遂行するべく幹細胞分離のための抗体や、口腔組織由来細胞の幹細胞の特性に関する解析をするための分化誘導培地等に使用する予定である。