筋サテライト細胞に対する細胞外マトリックスニッチの構築

• 研究課題/領域番号: 17K01753
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 順天堂大学 (2019-2021); 東京医科歯科大学 (2017-2018)
• 研究代表者: 赤澤 智宏 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (80291160)
• 研究分担者: 鈴木 喜晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (30596565) ; 馬渕 洋 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50424172) ; 須藤 絵里子グレース 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, プロジェクト助教 (60748367)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 筋サテライト細胞 / 細胞外マトリックス / ラミニン / ファイブロネクチン / 筋スフェロイド / ３次元培養 / 組織幹細胞 / 未分化維持 / 筋組織オルガノイド / 生体外ニッチ / サテライト細胞 / 骨格筋再生

研究成果の概要

骨格筋幹細胞はin vitroで培養することで分化してしまい、細胞移植効率が著しく低下してしまうことが知られている。本研究では、生体内の骨格筋微小環境を評価し、骨格筋幹細胞がラミニン（LM）a2-5で包まれていることを明らかにした。組換え LM-E8 断片の存在下で幹細胞を培養することにより、未分化状態の筋サテライト細胞の増殖が促進されることがわかった。損傷した筋肉組織に移植すると、LM-E8で培養した筋サテライト細胞は骨格筋の再生を促進した。これらの知見は、組換え LM-E8 断片を用いて筋サテライト細胞ニッチを模倣することにより、移植細胞を効率的に培養する方法を開発することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

外傷や筋ジストロフィーをはじめとする筋疾患では、筋サテライト細胞の数・質が低下するため、重篤化した場合には呼吸など生命維持に欠かせない機能が損なわれることもある。しかしながら、骨格筋においては、in vitroで未分化性を維持し増殖させる培養法が確立されておらず、再生医療を先行するgood practiceとなり得ていない。「細胞外マトリックスニッチ」を用いた分化抑制・自己複製能の促進が可能となれば、短期間に多くの移植用幹細胞を得ることができる。また、組織幹細胞である筋サテライト細胞を用いた移植治療開発は、安全で有効な再生医療の実用化を加速する原動力となることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] University of cambridge(英国)
• [雑誌論文] Isolation and Characterization of Tissue Resident CD29-Positive Progenitor Cells in Livestock to Generate a Three-Dimensional Meat Bud (2021)
  • 著者名/発表者名: Naraoka Yuna、Mabuchi Yo、Yoneyama Yosuke、Suto Eriko Grace、Hisamatsu Daisuke、Ikeda Mami、Ito Risa、Nakamura Tetsuya、Takebe Takanori、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Cells 巻: 10 号: 9 ページ: 2499-2499
  • DOI: 10.3390/cells10092499
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cellular Heterogeneity of Mesenchymal Stem/Stromal Cells in the Bone Marrow (2021)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi Yo、Okawara Chikako、Mendez-Ferrer Simon、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 9 ページ: 689366-689366
  • DOI: 10.3389/fcell.2021.689366
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Soluble JAM-C Ectodomain Serves as the Niche for Adipose-Derived Stromal/Stem Cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Morio、Sugimoto Kotaro、Mabuchi Yo、Yamashita Rina、Ichikawa-Tomikawa Naoki、Kaneko Tetsuharu、Akazawa Chihiro、Hasegawa Hiroshi、Imura Tetsuya、Chiba Hideki
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 9 号: 3 ページ: 278-278
  • DOI: 10.3390/biomedicines9030278
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] FZD5 regulates cellular senescence in human mesenchymal stem/stromal cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Harada Seiko、Mabuchi Yo、Kohyama Jun、Shimojo Daisuke、Suzuki Sadafumi、Kawamura Yoshimi、Araki Daisuke、Suyama Takashi、Kajikawa Masunori、Akazawa Chihiro、Okano Hideyuki、Matsuzaki Yumi
  • 雑誌名: STEM CELLS 巻: 39 号: 3 ページ: 318-330
  • DOI: 10.1002/stem.3317
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Shaking-Culture Method for Generating Bone Marrow Derived Mesenchymal Stromal/Stem Cell-Spheroids With Enhanced Multipotency in vitro (2020)
  • 著者名/発表者名: Niibe Kunimichi、Ohori-Morita Yumi、Zhang Maolin、Mabuchi Yo、Matsuzaki Yumi、Egusa Hiroshi
  • 雑誌名: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 巻: 8 ページ: 590332-590332
  • DOI: 10.3389/fbioe.2020.590332
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Advantage of fat-derived CD73 positive cells from multiple human tissues, prospective isolated mesenchymal stromal cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Suto Eriko G.、Mabuchi Yo、Toyota Saki、Taguchi Miyu、Naraoka Yuna、Itakura Natsumi、Matsuoka Yoh、Fujii Yasuhisa、Miyasaka Naoyuki、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 15073-15073
  • DOI: 10.1038/s41598-020-72012-8
  • NAID: 40022778397
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The extracellular domain of teneurin-4 promotes cell adhesion for oligodendrocyte differentiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Chikako、Suzuki Nobuharu、Mabuchi Yo、Kikura Naomi、Hosoda Yukina、de Vega Susana、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 523 号: 1 ページ: 171-176
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.12.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcription factor Tlx1 marks a subset of lymphoid tissue organizer-like mesenchymal progenitor cells in the neonatal spleen (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueno Yuta、Fujisaki Keiko、Hosoda Shoko、Amemiya Yusuke、Okazaki Shogo、Notsu Chihiro、Nishiyama Chiharu、Mabuchi Yo、Matsuzaki Yumi、Oda Akihisa、Goitsuka Ryo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 20408-20408
  • DOI: 10.1038/s41598-019-56984-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Laminin α2, α4, and α5 Chains Positively Regulate Migration and Survival of Oligodendrocyte Precursor Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Nobuharu、Hyodo Mai、Hayashi Chikako、Mabuchi Yo、Sekimoto Kaori、Onchi Chinami、Sekiguchi Kiyotoshi、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 19882-19882
  • DOI: 10.1038/s41598-019-56488-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling Steatohepatitis in Humans with Pluripotent Stem Cell-Derived Organoids (2019)
  • 著者名/発表者名: Ouchi Rie、et al.
  • 雑誌名: Cell Metabolism 巻: 30 号: 2 ページ: 374-384
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2019.05.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sox9 regulates the luminal stem/progenitor cell properties of salivary glands (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Junichi、Mabuchi Yo、Hata Kenji、Yasuhara Rika、Takamatsu Koki、Kujiraoka Satoko、Yukimori Akane、Takakura Ikuko、Sumimoto Hidetoshi、Fukada Toshiyuki、Azuma Masayuki、Akiyama Haruhiko、Nishimura Riko、Shimane Toshikazu、Mishima Kenji
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 巻: 382 号: 1 ページ: 111449-111449
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2019.05.030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recapitulation of Extracellular LAMININ Environment Maintains Stemness of Satellite Cells In?Vitro (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishii Kana、Sakurai Hidetoshi、Suzuki Nobuharu、Mabuchi Yo、Sekiya Ichiro、Sekiguchi Kiyotoshi、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 10 号: 2 ページ: 568-582
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.12.013
  • NAID: 120006454685
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cancer-secreted hsa-miR-940 induces an osteoblastic phenotype in the bone metastatic microenvironment via targeting ARHGAP1 and FAM134A (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hashimoto, Hiroki Ochi, Satoko Sunamura, Nobuyoshi Kosaka, Yo Mabuchi, Toru Fukuda, Kenta Yao, Hiroaki Kanda, Keisuke Ae, Atsushi Okawa, Chihiro Akazawa, Takahiro Ochiya, Mitsuru Futakuchi, Shu Takeda, Shingo Sato
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 115(9) 号: 9 ページ: 2204-2209
  • DOI: 10.1073/pnas.1717363115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Specific markers and properties of synovial mesenchymal stem cells in the surface, stromal, and perivascular regions. (2018)
  • 著者名/発表者名: Mizuno M, Katano H, Mabuchi Y, Ogata Y, Ichinose S, Fujii S, Otabe K, Komori K, Ozeki N, Koga H, Tsuji K, Akazawa C, Muneta T, Sekiya I.
  • 雑誌名: Stem Cell Res Ther. 巻: 9 号: 1 ページ: 123-123
  • DOI: 10.1186/s13287-018-0870-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quality control guidelines for clinical-grade human induced pluripotent stem cell lines (2018)
  • 著者名/発表者名: Sullivan S, Stacey GN, Akazawa C, Aoyama N, Baptista R, Bedford P, Bennaceur Griscelli A, Chandra A, Elwood N, Girard M, Kawamata S, Hanatani T, Latsis T, Lin S, Ludwig TE, Malygina T, Mack A, Mountford JC, Noggle S, Pereira LV, 他
  • 雑誌名: Regenerative Medicine 巻: 13 号: 7 ページ: 859-866
  • DOI: 10.2217/rme-2018-0095
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anterior cruciate ligament-derived mesenchymal stromal cells have a propensity to differentiate into the ligament lineage (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogata Yusuke、Mabuchi Yo、Shinoda Kosuke、Horiike Yuta、Mizuno Mitsuru、Otabe Koji、Suto Eriko Grace、Suzuki Nobuharu、Sekiya Ichiro、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: 8 ページ: 20-28
  • DOI: 10.1016/j.reth.2017.12.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased expression of Semaphorin 3A in the endothelin receptor-B null mouse model of Hirschsprung disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Naho、Miyahara Katsumi、Nakazawa-Tanaka Nana、Akazawa Chihiro、Yamataka Atsuyuki
  • 雑誌名: Journal of Pediatric Surgery 巻: 53 号: 2 ページ: 326-329
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2017.11.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Technical advantage of recombinant collagenase for isolation of muscle stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishii Kana、Suzuki Nobuharu、Mabuchi Yo、Sekiya Ichiro、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: 7 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.reth.2017.06.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differentiation of Oligodendrocyte Precursor Cells from Sox10-Venus Mice to Oligodendrocytes and Astrocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Nobuharu、Sekimoto Kaori、Hayashi Chikako、Mabuchi Yo、Nakamura Tetsuya、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 14133-14133
  • DOI: 10.1038/s41598-017-14207-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prospectively isolated mesenchymal stem/stromal cells are enriched in the CD73+ population and exhibit efficacy after transplantation (2017)
  • 著者名/発表者名: Suto Eriko Grace、Mabuchi Yo、Suzuki Nobuharu、Suzuki Koji、Ogata Yusuke、Taguchi Miyu、Muneta Takeshi、Sekiya Ichiro、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 4838-4838
  • DOI: 10.1038/s41598-017-05099-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sensory innervation of the anal canal and anorectal line in Hirschsprung’s disease: histological evidence from mouse models (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeda Masahiro、Miyahara Katsumi、Akazawa Chihiro、Lane Geoffrey J.、Yamataka Atsuyuki
  • 雑誌名: Pediatric Surgery International 巻: 33 号: 8 ページ: 883-886
  • DOI: 10.1007/s00383-017-4112-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semaphorin 3A expression following intestinal ischemia/reperfusion injury in Sox10-Venus mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeda M, Miyahara K, Okawada M, Akazawa C, Lane GJ, Yamataka A.
  • 雑誌名: Pediatr Surg Int. 巻: 33(3) 号: 3 ページ: 383-388
  • DOI: 10.1007/s00383-016-4039-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Reconstitution of Extracellular Laminin Environment Maintains Stemness of Satellite Cells in vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Kana Ishii, Hidetoshi Sakurai, Nobuharu Suzuki, Yo Mabuchi, Ichiro Sekiya, Kiyotoshi Sekiguchi, and Chihiro Akazawa
  • 学会等名: The 12th New York Stem Cell Foundation Annual Meeting,Rockefeller University
  • 国際学会
• [備考] 順天堂大学大学院医学研究科難病の診断と治療研究センター
  • URL: https://akazawalab.com/
• [備考] 東京医科歯科大学 大学院医歯学総合研究科 分子生命情報解析学分野
  • URL: http://akazawalab.com/
• [備考] 東京医科歯科大学 大学院保健衛生学研究科 分子生命情報解析学分野
  • URL: http://akazawalab.com/publication/
• [産業財産権] 幹細胞の分離方法ならびに培養および分化誘導方法 (2020)
  • 発明者名: 赤澤智宏, 須藤絵里子グレース、馬渕洋、武部貴則
  • 権利者名: 赤澤智宏, 須藤絵里子グレース、馬渕洋、武部貴則
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-079272
  • 出願年月日: 2020
• [産業財産権] 移植効率を向上させる間葉系幹細胞の純化方法 (2018)
  • 発明者名: 赤澤智宏、須藤絵里子グレース、馬渕洋
  • 権利者名: 赤澤智宏、須藤絵里子グレース、馬渕洋
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 外国
• [産業財産権] 移植効率を向上させるヒト間葉系幹細胞（MSC）の新鮮純化方法 (2017)
  • 発明者名: 赤澤智宏、須藤絵里子グレース、馬渕洋
  • 権利者名: 赤澤智宏、須藤絵里子グレース、馬渕洋
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017