Examination of the therapeutic effect on inflammatory bowel disease using HSPB6-positive exosomes derived from amnion-derived MSCs

Research Project

Project/Area Number	21K07952
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	桂田武彦北海道大学, 大学病院, 助教 (90507592)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山本幸司旭川医科大学, 医学部, 特任助教 (70608322) 大西俊介北海道大学, 薬学研究院, 教授 (10443475) 武井則雄北海道大学, 医学研究院, 助教 (50523461)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	羊膜MSC由来エクソソーム / HSPB6 / 炎症性腸疾患 / 羊膜MSC / エクソソーム
Outline of Research at the Start	これまでに我々は、複数の炎症性疾患動物モデルを用いて羊膜MSCの病態改善効果を明らかにしてきた。しかしながら、これまで羊膜MSCに由来するどのような物質がさまざまな炎症性疾患の病態を改善しているのかの詳細は明らかにされていない。本研究では、羊膜MSCから多量に産生されるHSPB6陽性エクソソームならびにHSPB6欠損エクソソームを樹立し、それらエクソソームを用いた抗炎症効果の詳細を細胞実験ならびに炎症性腸疾患誘導性動物モデルを用いて検証する。これらの検証実験を踏まえ未だ適切な治療法がないヒト炎症性腸疾患に対する臨床応用への基盤を整える。
Outline of Annual Research Achievements	間葉系幹細胞(MSC)は、骨髄、脂肪などに存在する体性幹細胞であり、骨、軟骨、脂肪などに分化する多分化能を有し、再生医療における有望な細胞として注目されている。研究代表者らは、出産時に廃棄される卵膜に着目し、その中の羊膜には多量のMSCが含まれていること、また、骨髄や脂肪組織由来MSCと比較すると採取時の侵襲がないことから新規の再生医療ソースとして期待されている。これまでに研究代表者らは、炎症性疾患動物モデルを用いて羊膜MSCの病態改善効果を検討しており、腸炎、膵炎、放射線直腸炎ならびに肝線維症において強い抗炎症効果または抗線維化効果を有することで、病態発症を改善させることを明らかにしてきた。しかしながら、これまで羊膜MSCに由来するどのような物質がさまざまな炎症性疾患を抑制しているのかの詳細は明らかにされていない。近年、研究代表者らは、医薬基盤・健康・栄養研究所の足立淳博士ならびに朝長毅博士との研究でnano LC-MS/MS羊膜由来MSCの培養上清中に出てくる抗炎症物質の同定を試みたところ、低分子熱ショックタンパク質であるHSPB6(HSP20)が抗炎症効果を示さないコントロールである繊維化細胞由来培養上清にくらべて少なくても100以上と多量に存在しているおり、HSPB6は培養上清中にエクソソームに包まれた状態で存在していることを世界に先駆けて明らかにしている。また、他の組織由来MSCを含む複数の細胞でHSPB6の存在を確認したところ、羊膜MSC由来エクソソームでのみHSPB6の発現が認められており、この現象は羊膜由来MSC特異的な性質であることが考えられる。本研究では、羊膜MSCから産生されるHSPB6陽性エクソソームを用いて細胞培養実験ならびに炎症性腸疾患誘導性動物モデルを用いてヒト炎症性腸疾患における新規治療効果を探索した。