2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K19468
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| Research Institution | Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe |
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Principal Investigator |
小川 優子 公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員 (00454497)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 血管再生医療 / 末梢血白血球細胞 / 造血幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
造血幹細胞は顕著な血管再生能を有するが、造血幹細胞が分化した末梢血白血球には血管再生能がない。我々は造血幹細胞の血管再生メカニズムが、ギャップ結合を介して障害された脳の血管内皮細胞に対してグルコースやアミノ酸等の低分子エネルギー基質を供与し、脳血管内皮細胞のエネルギー代謝を活性化することを明らかにした (Taura et al., stroke, 2020)。そこで本研究は、末梢血白血球細胞に造血幹細胞と同レベルのエネルギーを付与し、外部へのエネルギー放出が可能な状況を作ることにより、造血幹細胞と同様に血管再生能を有する末梢血白血球製剤の開発を目指す。
造血幹細胞が血管再生能を示す際に鍵となるのが、ギャップ結合を介した細胞間相互作用による物質の授受である。そこでまず初めに、末梢血白血球細胞と血管内皮細胞の細胞間相互作用を検証したところ、末梢血白血球から血管内皮細胞への物質移動が確認された。
次に、物質の授受は濃度勾配に従って生じると考えられたことから、①血管再生能を有する造血幹細胞、②血管再生能を有しない末梢血白血球細胞、③血管内皮細胞のそれぞれの代謝状態を比較した。メタボローム解析の結果、造血幹細胞はATPやGTPが顕著に高い値を示したが、造血幹細胞から分化した末梢血白血球細胞では、総アデニレート量は血管内皮細胞と同程度を示していた。また、細胞内のエネルギー状態が顕著に低い結果が得られており、末梢血白血球はエネルギーの消費が増加していることが明らかになった。また、末梢血白血球細胞と血管内皮細胞それぞれの代謝状態を比較したところ、解糖系基質などは末梢血白血球の方が高い値を示す物質複数確認出来た。これらが血管内皮細胞に移行することで、血管内皮細胞のエネルギー代謝の活性化に繋がる可能性を考えたが、in vitroアッセイ法を用いた検証結果から血管再生促進能には繋がらなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に予定していた研究計画は遂行出来たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
末梢血白血球細胞の代謝状態が明らかになり、血管内皮細胞との代謝状態の差が分かったことから、２年目は以下の２点について検証を行う。
まず初めに末梢血白血球細胞の機能向上を目指した研究で、方向性としては３種類が挙げられる。まず①は末梢血白血球にエネルギー源となり得る物質を添加し、細胞のエネルギー状態を上昇させる。②は、造血幹細胞において機能を向上させる方法である、細胞を一度低エネルギー状態に暴露させた後に高エネルギー状態へとシフトさせる方法。３点目は、末梢血にアデニンとイノシンを反応させるものである。③の方法は、別研究課題において血球に添加することでアポトーシスのマーカーが抑えられる報告が認められたことから実施する。
次に２点目としては、造血幹細胞と血管内皮細胞のギャップ結合を介した細胞間相互作用で授受される物質のうち、どの物質の受け渡しが細胞間の相互作用に重要な働きを示しているかを明らかにすることである。本検証結果から得られた知見が末梢血白血球においてどの程度関与しているかを調べる。
なお、in vitroアッセイ法において血管再生促進能が確認された場合は、in vivo試験を用いた検証を行う。
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| Causes of Carryover |
消耗品購入により端数が生じた。
翌年度、消耗品として使用する予定。
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