2014 Fiscal Year Annual Research Report
細胞移植による唾液腺再生メカニズムの解明と臓器再生を目指した器官培養法の開発
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25293416
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| Research Institution | Matsumoto Dental University |
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Principal Investigator |
各務 秀明 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (80242866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 信和 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10334278)
住田 吉慶 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (50456654)
篠原 淳 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (90196402)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 再生医療 / 唾液腺 / 幹細胞 / 口腔乾燥症 / 細胞治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
われわれは、これまで唾液腺上皮幹細胞の効率的な培養法を確立し、報告してきた。この唾液腺上皮細胞の培養系に対して放射線照射を行うことで、唾液腺上皮細胞の増殖抑制と機能低下がみられることを明らかにした。平成25年度には、放射線照射後の唾液腺上皮細胞を骨髄単核球細胞と共培養を行い、唾液腺のin vitro障害モデルにおいても、単核球による唾液腺の機能回復がみられるかどうかを検討した。マウスをペントバルビタールの過剰投与により安楽死させ、大腿骨と脛骨を採取した。２８G針を用いてHBSSバッファーにて骨髄細胞をフラッシュアウトし、得られた骨髄細胞からリンフォプレップを用いて単核球分画を分離した。単離後の細胞は、cell culture insertへ播種し、各wellへ挿入した。共培養による効果の判定には、real-time PCRによる遺伝子発現の解析を用いた。放射線照射によって、腺房マーカーであるAQP-5と導管細胞のマーカーであるZO－１の遺伝子発現が減少し、特にAQP-5の減少が顕著であった。マウス骨髄由来単核球細胞との共培養によって、細胞数には変化が見られなかったが、AQP-5の発現は回復した。一方、ZO－１の発現には有意差は認められなかった。これらの影響は非接触で見られたことから、骨髄単核球分画由来の液性因子による作用と考えられた。
次に、細胞種による治療効果を比較するために、NIH-３T３細胞、骨髄由来間葉系幹細胞、臍帯由来間葉系幹細胞について、同様にin vitroモデルを用いて影響を検討した。その結果、すべての細胞で機能回復が認められ、特に臍帯由来間葉系幹細胞では有意な機能回復を認めた。そこで、in vivoにおける治療効果を確認するため、ヌードマウスを用いた放射線による唾液腺障害モデルを作成した。尾静脈からのヒト臍帯由来間葉系幹細胞の投与によって、唾液腺量の回復が認められ、in vivoモデルにおいても有用性が示された。
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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
本研究では、in vitroの放射線性唾液腺萎縮モデルを確立している。このモデルを用いることで、骨髄単核球細胞が唾液腺腺房細胞の機能回復に作用することを明らかにすることができた。また、さまざまな細胞のスクリーニングに使用することで、臍帯由来間葉系幹細胞の有効性が示唆された。次にin vivoの放射線唾液腺障害モデルを用いて、in vivoにおいても臍帯由来間葉系幹細胞によって唾液腺機能の回復が認められることを示した。臍帯由来間葉系幹細胞は他家の細胞源として国内でも大量に採取可能であり、臍帯と同時に採取することで安全性を確保することもできるなど有用性が高い。臍帯由来間葉系幹細胞でも同様の治療効果が得られたことから、今後臨床応用へ向けて大きな前進と考えられる。一方再生のメカニズムに関しては液性の因子による腺房の保護効果が明らかとなったが、その詳細は不明であり、今後さらに検証する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの検討から臍帯由来間葉系幹細胞による萎縮唾液腺治療効果がin vitroおよびin vivo双方の実験系で確認することができた。しかしながら、in vivoによる唾液量の増加はコントロール群の5倍程度までであり、放射線照射を行っていない腺と比較すると十分とは言えない。今後投与する細胞の濃度、細胞数、投与回数、さらに投与方法を最適化することで、より有効性の高い治療法を開発する。また、間葉系幹細胞から分泌される液性の因子について、唾液腺腺房細胞の保護作用の分子メカニズムを検討することで、具体的なターゲットおよび機能タンパクの同定につなげたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
年度末までに全額使用するためには年度末より早めに全額を使用し、納品時期を確認したうえで金額を決定する必要がある。今回年度末にも実験を途切れることなく行うため、多少の余剰金を確保する必要があったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は１４１５６９円と全体の研究費に対してわずかであり、年度末に必要な試薬の購入に使用した。
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[Journal Article] Comparing immunocompetent and immunodeficient mice as animal models for bone tissue engineering.2015
Author(s)
Zhang Y, Li X, Chihara T, Mizoguchi T, Hori A, Udagawa N, Nakamura H, Hasegawa H, Taguchi A, Shinohara A, Kagami H.
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Journal Title
Oral Dis
Volume: 21
Pages: 583-592
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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