人為的リプログラミング法を用いた間葉系幹細胞制御機構の解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25640109
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 栗崎 晃 独立行政法人産業技術総合研究所, 幹細胞工学研究センター, 研究チーム長 (60346616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 仁実 独立行政法人産業技術総合研究所, 幹細胞工学研究センター, 研究員 (80641068)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 幹細胞 / メカニズム / 分化 / 間葉系

Research Abstract

間葉系幹細胞は、成体の間葉組織に微量に存在し、その様々な炎症性疾患に対する治療効果から、近年再生医療での利用を目指した臨床試験が進んでいる。しかし、間葉系幹細胞は接着性細胞の混合物から成る細胞集団であり、その幹細胞の能力を正しく評価する方法もほとんど開発されていない。そこで、本申請研究では、iPS細胞の作製に使用されたいくつかのカギとなる遺伝子を過剰発現することで細胞をリプログラミングするという考え方で、間葉系幹細胞を人為的に作り出す因子を探索する。 このような逆方向からのアプローチで間葉系幹細胞の制御のしくみを解明することを目的とする。
初年度の平成25年度は、ヒト脂肪組織由来の初代間葉系幹細胞を長期に培養し、増殖能が低下した細胞を材料にレンチウイルスライブラリーを感染させることで、再び増殖能を獲得しうる遺伝子を検索した。ヒト間葉系幹細胞を二重数継代し、細胞増殖能が大幅に低下した細胞を材料にレンチウイルスライブラリーを感染させた後、しばらく細胞増殖させて増殖した細胞集団からゲノムPCRで挿入されたcDNAを回収後、再びそのcDNA集団をレンチウイルスベクターにバッチ法で導入して老化した間葉系幹細胞の増殖効果を検証した。しかしこれまでのところ、回収された遺伝子は多数の遺伝子が含まれており、それらの混合物を過剰発現させても明確な細胞増殖効果を確認するには至っていない。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

一つの原因として今回使用した市販のヒト脂肪組織由来の初代間葉系幹細胞が、長期間継代培養しても増殖能が低下しない特殊なロットであることが原因としてあげられる。今後は早期に老化し増殖能や分化能が低下するヒト脂肪組織由来の初代間葉系幹細胞ロットを見極めて再度条件検討の上、実験する予定である。

Strategy for Future Research Activity

上記の通り、早期に老化し増殖能や分化能が低下するヒト脂肪組織由来の初代間葉系幹細胞ロットを見極めて再度条件検討の上、実験する予定である。具体的には、ウイルス感染→cDNA回収のステップを２－３回繰り返して間葉系幹細胞を人為的に作成しうる転写因子群を濃縮後シークエンス解析することにより、間葉系幹細胞の制御因子群を同定する。同定した各因子を、単独、または、組合せて増殖停止した間葉系幹細胞に再び導入し、増殖能、分化能、免疫調節能、血管新生作用を保持した間葉系幹細胞を作り出せるか検証する。具体的には、細胞増殖速度、骨・軟骨・脂肪への分化能を市販の分化培地で測定するとともに、遺伝子発現や免疫染色、ELISA等で解析する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

上記で記載したが、今回使用した市販のヒト脂肪組織由来の初代間葉系幹細胞が、長期間継代培養しても増殖能が低下しない非常に特殊なロットであることから実験の進行が遅れ、予定していた実験に必要とされた試薬等を購入する状況に至らなかったことが原因である。
本年度は比較的短期に老化して幹細胞機能を喪失する細胞ロットを確認できているので、これを用いて、計画に記載した試薬を購入して実験を執り行い、昨年度の遅れを挽回したい。