2015 Fiscal Year Research-status Report
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26460975
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| Research Institution | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
山下 健太郎 札幌医科大学, 医学部, 助教 (90381269)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有村 佳昭 札幌医科大学, 医学部, 講師 (80305218)
仲瀬 裕志 札幌医科大学, 医学部, 教授 (60362498)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨髄－腸管連関 / 幹細治療の最適化 / 骨髄間葉系幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，炎症性腸疾患をはじめとする難治性腸管障害に対する骨髄幹細胞治療の新規開発が一般目標である．そのために，①骨髄－腸管連関の全容を解明すること，②前臨床試験として骨髄間葉系幹細胞（mesenchymal stem cell; MSC）移植治療の最適化を目指すこと，③腸炎をきたした生体における内因性骨髄細胞の異常性を解明すること，の３点を研究期間内における本研究の行動目標としている．すなわち，骨髄－腸管連関を解明し，それを応用することで，epithelial restitution，上皮の増殖・分化からなる傷害腸管の創傷治癒機転そのものを促進させ，同時に難治性腸炎における骨髄ニッチ細胞（niche cell; NC）の異常を是正する新規再生治療の開発を目指している．
平成26年度は，当初の予定を変更し，主に上記③の腸炎をきたした生体における内因性骨髄細胞の異常性の解明を目指した．すなわち，「腸炎においては，HSCおよびこれを支持するNCが異常化し，腸管組織への過剰な炎症細胞浸潤を誘発する．これに対して，MSC治療は，骨髄ニッチを正常化することで，腸炎の重症化を抑制する」という仮説を検証した．腸炎を惹起したモデルにおける造血幹細胞や骨髄ニッチの異常を明らかにし，これらの異常が外因性に投与したMSCにより是正されることを明らかにした．
平成27度は，骨髄移植のプロトコール確立のため，前処置（放射線照射およびブスルファン）の条件決める基礎的研究を施行した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
骨髄移植前処置の条件設定のうちブスルファン（BU）＋全身放射線照射（TBI）では，TBI 10Gyが至適と考えられた．放射線照射単独であっても，総線量を12-14Gy-15Gyへ上昇させると死亡率が激増すること，分割照射も様々な条件(6Gy×2，7.5×2 等)に振ったが，HSC移植でレスキューできなかった．われわれの以前のデータであるBU 20mg/kg単独腹腔内投与にTBI 10Gyに併用すると，やはり毒性が強くHSC移植ではレスキューできなかった．そこで，併用するBUの容量を漸減していくと，TBI 10Gy＋BU 5mg/kgでは移植関連死を認めず，末梢血では移植後 Day14に芽球が約20%出現し，移植後Day56のFACS解析ではHSCの置換率が80-88%と，TBI 10Gy単独の70%程度よりも有望な結果を得た．これらの骨髄移植ラットは，移植後半年経過しても，GVHD症状を認めず，生存していることから，有望な結果と思われた．現在，MSCのキメラ率を検討し，TBI 10Gy＋BU 5mg/kg移植後のratsへの腸炎惹起に関しては，現在取り組んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，同系移植実験の基礎実験中であるが，MSCのキメラ化率をHSCのそれと同等レベルまで引き上げるプロトコールの確立が最優先である．その後順次同種および異種移植へと進める予定であったが，むしろMSCキメラ化率の高い移植法に限定し，この骨髄キメララットにDSS (dextran sulfate sodium) 腸炎を誘発し検討を進めたい．
MSCの由来，生着の機序およびレシピエント腸組織での分化・細胞運命の解明のため，同系，同種，および，異種移植骨髄移植モデルにおける骨髄キメララットを作成し，DSS (dextran sulfate sodium) 腸炎を誘発する．MSCの生着数をカウントし，経時的に細胞の分化および細胞運命を推定し，有効性機序を検討する．同種モデルにおいて免疫抑制薬（FK506）使用群と未使用群を設定し，比較検討する．傷害腸管に生着するMSCの由来（骨髄細胞あるいはpericyte由来）を決定するためにマウスNG2プロモーター⁄エンハンサー下にDsRed.T1蛍光を発するトランスジェニックマウスをレシピエントとして野生型C57BL/6J由来HSCとラットタグ標識MSCを混合し，骨髄移植を施行する．この骨髄キメラマウスにDSS腸炎を誘発し，ラットGFP+ MSC移植治療群と無治療群において傷害腸管に動員されたMSCの細胞由来を決定する．すなわち，抗DsRed抗体陽性MSCは傷害組織のpericyte由来であり，抗タグ抗体陽性であれば，内因性骨髄MSC由来，さらにGFP陽性であれば，外因性MSC由来とそれぞれ区別して判定する計画である．
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| Causes of Carryover |
次年度への繰越は，物価の変動や研究計画の修正に伴う経費の変動の範囲に収まる小額である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越額は小額であり，次年度における試薬などの消耗品の購入に充てる予定である．
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Malignant potential of gastrointestinal cancers assessed by structural equation modeling2016
Author(s)
Shimizu H, Arimura Y, Onodera K, Takahashi H, Okahara S, Kodaira J, Oohashi H, Isshiki H, Kawakami K, Yamashita K, Shinomura Y, Hosokawa M
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 11
Pages: e0149327
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Low-frequency IL23R coding variant associated with Crohn's disease susceptibility in Japanese subjects identified by personal genomics analysis2015
Author(s)
Onodera K, Arimura Y, Isshiki H, Kawakami K, Nagaishi K, Yamashita K, Yamamoto E, Niinuma T, Naishiro Y, Suzuki H, Imai K, Shinomura Y
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 10
Pages: e0137801
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
