骨髄間葉系幹細胞をターゲットとした骨質改善治療法の開発

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K17042
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 國友 由理 岡山大学, 医学部, 客員研究員 (30837381)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / トリプトファン / アミノ酸 / 老化

Outline of Annual Research Achievements

老化に伴う骨質が低下がインプラント治療の成績の低下の原因の１つであると考えられており，口腔インプラント治療における骨質改善を目的に多くの研究が行われているが，未だ最良な見解は得られていない.申請者らは，トリプトファンが，キヌレニン 代謝経路を介して骨髄間葉系幹細胞の幹細胞性維持・促進に関与し，骨の創傷治癒を促進することを世界で初めて明らかにした.しかし，このトリプトファンが どのようなメカニズムで骨髄間葉系幹細胞の幹細胞性維持・促進に関わっているのか，未だ不明である.本研究では， トリプトファンの幹細胞性維持メカニズムを明らかにするとともに，骨髄由来間葉系幹細胞の老化制御メカニズムの解明に繋げる.
2022年度は，若齢マウスおよび老齢マウスから骨髄細胞を採取し，間葉系幹細胞をセルソーターにて単離，RNA-Seq による遺伝子発現の網羅的解析を行い，間葉系幹細胞の老化に関わる遺伝子およびその制御機構を明らかにするため，Gene Ontology解析およびPathway解析を実施してきた．そして，老化の原因が，間葉系幹細胞の質的変化であること，またその老化に関わる遺伝子を抽出することに成功した．また，抽出された遺伝子が老化にどのように関わっているかを明らかにするため，骨髄由来間葉系幹細胞を用いたin vitro実験を構築した．現在，構築したin vitro実験系を用いて，抽出遺伝子の機能解析を実施している．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

in vivoにおいて，トリプトファンには適正濃度があることが明らかとなった．また，骨髄由来間葉系幹細胞の老化に関わる遺伝子群の抽出にも成功しており，概ね順調であると考える．

Strategy for Future Research Activity

老化に関わる遺伝子をシングル・セル解析の結果から抽出することができた．今後，この遺伝子の機能解析を行うため，骨髄由来間葉系幹細胞を用いて，抽出遺伝子のKnock in もしくはKonck out実験を行い，抽出された遺伝子が間葉系幹細胞の老化にどのように関わっているかについて解析を行う予定である．

Causes of Carryover

国際情勢の悪化に伴い，必要な薬品等が使用できなかった．またCOVID-19が第５類感染症へ移行したことに伴い，次年度は海外の学会にも参加を検討している．