間葉系幹細胞の分離と幹細胞可塑性を利用した臓器再構築

• 研究課題/領域番号: 14081208
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立成育医療センター(研究所)
• 研究代表者: 梅澤 明弘 国立成育医療センター(研究所), 生殖医療研究部, 部長 (70213486)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 54,000千円 (直接経費: 54,000千円); 2006年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円); 2005年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円); 2004年度: 11,700千円 (直接経費: 11,700千円); 2003年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円); 2002年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
• キーワード: 骨髄 / 間質細胞 / 間葉系幹細胞 / 再生医学 / 細胞移植 / 寿命延長

研究概要

間葉系幹細胞の可塑性を利用した臓器再構築への試みとして、胎盤、小児多指症、小児眼科手術検体由来組織の培養を行った。これらの組織は従来までの間葉系細胞と同様の培養条件で分離可能であり、増殖する細胞が存在することを明らかにした。しかしながらこれらヒト組織由来の細胞群は、旺盛な増殖能力を有しているものの、組織を細かく分離した後に培養を開始すると増殖が悪くなることから、細胞培養条件の詳細な検討を行った。
ヒト間葉系幹細胞は一定回数分裂した後増殖を停止する。ヒト間葉系細胞に未分化幹細胞性を維持した状態で細胞寿命を延長する技術を開発することは極めて重要な意義を有する。我々は前年度までに、遺伝子導入による細胞の寿命延長の機構を明らかにしてきた。ヒト間葉系幹細胞はテロメア短縮による絶対寿命が存在し、細胞老化の過程でRb経路を活性化するp16Ink4aの発現増加が見られ、p16の発現上昇によるRb経路の活性化が細胞寿命を規定していた。また、ヒト間葉系細胞の寿命延長にはテロメラーゼ活性の誘導の他にRb/p16経路の活性化阻止が必要であることを明確にした。将来、臨床応用をめざす上でp16Ink4aの発現増加機構を解明し、遺伝子導入によらないp16Ink4aの発現幹細胞性を保持したまま、寿命を延長させる技術は開発可能である。また、マイクロアレイの結果より、組織特異的な遺伝子発現パターンを検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Human dystrophin expression in the mdx mouse, a model of Duchenne muscular dystrophy, can be conferred predominantly by "cell fusion" with human menstrual blood-derived cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Cui C, Uyama T, Miyado K, et al.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 18(5) ページ: 1586-594
• [雑誌論文] Hyaline cartilage formation and enchondral ossification modeled with KUM5 and OP9 chondroblasts. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sugiki T, Uyama T, Toyoda M, et al.
  • 雑誌名: J Cell Biochem. 100(5)
• [雑誌論文] Two MSCs : Marrow stromal cells and mesencymal stemcells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Umezawa A, Toyoda M.
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 27(1) ページ: 28-36
• [雑誌論文] A comparison of neural differentiation and retinal transplantation with bone marrow-derived cells and retinal progenitor cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomita M, Mori T, Maruyama K, et al.
  • 雑誌名: Stem Cells. 24(10) ページ: 2270-2278
• [雑誌論文] Leucine-rich repeat-containing G protein-coupled receptor-4 (LGR4, Gpr48) is essential for renal development in mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kato S, Matsubara M, Matsuo T, et al.
  • 雑誌名: Nephron Exp Nephrol. 104(2)
• [雑誌論文] Differentiation of adult stem cells derived from bone marrow stroma into Leydig or adrenocortical cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yazawa T, Mizutani T, Yamada K, et al.
  • 雑誌名: Endocrinology. 147(9) ページ: 4104-4111
• [雑誌論文] Histopathological and Behavioral Improvement of Murine Mucopolysaccharidosis Type VII by Intracerebral Transplantation of Neural Stem Cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara Y, et al.
  • 雑誌名: Mot Ther. 13(3) ページ: 548-555
• [雑誌論文] Combination of hTERT and bmi-1, E6, or E7 induces prolongation of the life span of bone marrow stromal cells from an elderly donor without affecting their neurogenic potential. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mori T, et al.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 25(12) ページ: 5183-5195
• [雑誌論文] Immortalization of human fetal cells : the life span of umbilical cord blood-derived cells can be prolonged without manipulating p16INK4a/RB braking pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Terai M, et al.
  • 雑誌名: Mot Biol Cell. 16(3) ページ: 1491-1499
• [雑誌論文] Characterization and gene transfer in mesenchymal stem cells derived from human umbilical-cord blood. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lu FZ, et al.
  • 雑誌名: J Lab Clin Med. 146(5) ページ: 271-278
• [雑誌論文] Membranous osteogenesis system modeled with KUSA-A1 mature osteoblasts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, et al.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 1725(1) ページ: 57-63
• [雑誌論文] Molecular and cell biological properties of mouse osteogenic mesenchymal progenitor cells, Kusa. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawashima N, et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 23(2) ページ: 123-133
• [雑誌論文] Combination of hTERT and Bmi-1, E6 or E7 induce prolongation of the life span of bone marrow stromal cells from an elderly donor without affecting their neurogenic potential. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mori, T., Kiyono, et al.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol in press,
• [雑誌論文] Immortalization of human fetal cells: The life span of umbilical-cord-blood-derived cells can be prolonged without manipulating p16INK4a/RB braking pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Terai, M., Uyama, T., Sugiki, T., Li, X-K., Umezawa, A., Kiyono, T
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 16(3) ページ: 1491-1499
• [文献書誌] Imabayashi, H: "Redifferentiation of dedifferentiated chondrocytes and chondrogenesis of human bone marrow stromal cells via chondrosphere formation with expression profiling by large-scale cDNA analysis."Experimental Cell Research. 288. 35-50 (2003)
• [文献書誌] Matsushita, K.: "Islet cell hyperplasia in transgenic mice overexpressing EAT/mcl-1, a bcl-2 related gene."Mol Cell Endocr.. 203. 105-116 (2003)
• [文献書誌] Sharov, A.A.: "Transcriptome analysis of mouse stem cells and early embryos"PLoS Biology. 1. 410-419 (2003)
• [文献書誌] Gojo, S: "In vivo Cardiovasculogenesis by Direct Injection of Isolated Adult Mesenchymal Stem Cells."Experimental Cell Research. 288. 51-59 (2003)
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• [文献書誌] Yabe, H.: "Matrix Metalloproteinase (MMP)-1 and -3 expression in Ewing's sarcoma may be due to loss of accessibility of the MMP regulatory element to the specific fusion protein in vivo"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 293. 61-71 (2002)
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• [文献書誌] Shibata, R: "Correlation between a specific Wilms tumor suppressor gene (Wt1) mutation and the histological findings in Wilms tumor (WT)"J. Med. Genet.. 39・12. E83 (2002)
• [文献書誌] Ochi, K.: "The use of isolated mature osteoblasts in abundance acts as desired-shaped bone regeneration in combination with a modified poly DL-lactic-co-glycolic acid (PLGA)-collagen sponge"J. Cell. Physiol.. 194. 45-53 (2002)
• [文献書誌] Fukuma, M.: "Up-regulation of Id2,an oncogenic helix-loop-helix protein, is mediated by the chimeric EWS/ets protein in Ewing sarcoma"Oncogene. 22. 1-9 (2003)
• [文献書誌] Shibata, R.: "Responsiveness of chemotherapy based on the histological type and WT1 mutation in bilateral Wilms tumor"Pathology international. (in press). (2003)
• [文献書誌] Shibata, R.: "Primary carcinosarcoma of the vagina"Pathology Int.. (in press). (2003)
• [文献書誌] 五條 理志: "多能性体性幹細胞としての間葉系幹細胞"最新医学. 57・1. 38-46 (2002)
• [文献書誌] 五條 理志: "間葉系幹細胞の分化制御機構"炎症と免疫. 10・1. 13-18 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "間葉系幹細胞による臓器再生"化学と生物. 40・6. 362-369 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "間葉系幹細胞(mesenchymaal stem cell)による造血再生"血液・腫瘍科. 44・2. 126-136 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "間葉系幹細胞"医学のあゆみ. 200・13. 1127-1228 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "間葉系幹細胞"ゲノム医学. 2・1. 87-94 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "間葉系幹細胞をもちいた再生医療研究"分子細胞治療. 1・1. 31-37 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "幹細胞とエピジェネティクス"Molecular Medicine 別刷. 39・7. 816-822 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "再生医療"小児科臨床. 55・5. 844-846 (2002)
• [文献書誌] 梅沢 明弘: "間葉系幹細胞"再生医学再生医療 現代化学増刊. 41. 16-23 (2002)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "骨芽細胞から神経への転換"最新医学 別刷. 57・7. 1640-1647 (2002)
• [文献書誌] 竹田 征治: "筋ジストロフィーに対する再生治療"医学のあゆみ. 204・3. 179-182 (2003)
• [文献書誌] 梅澤 明弘: "組織幹細胞と生殖細胞の再生医学"ドクターズマガジン. 8・33. 40-41 (2003)
• [文献書誌] 森 泰昌: "再生医学と幹細胞-成体幹細胞"日医雑誌. 129・3. 307-312 (2003)
• [文献書誌] 井出 利憲: "老化研究が分かる"羊土社. 124 (2002)
• [文献書誌] 堀内 正嗣: "生活習慣と遺伝子疾患"メディカルレビュー社. 396 (2002)