単一細胞解析による組織間葉系幹細胞のin vivo特性解析

• 研究課題/領域番号: 18KK0449
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 腫瘍診断学
• 研究機関: 順天堂大学 (2021-2022); 東京医科歯科大学 (2018-2020)
• 研究代表者: 馬渕 洋 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任准教授 (50424172)
• 研究期間 (年度): 2019 – 2022
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
• キーワード: 間葉系幹細胞 / Single-cell RNA sequence / 細胞多様性 / 細胞間クロストーク / scRNA-Seq / Single-Cell RNA Sequence / 間葉系細胞 / 単一細胞解析

研究成果の概要

本研究では、間葉系幹細胞のHeterogeneityを解明するため、Single-cell RNA sequenceによる間葉系幹細胞亜集団の解析を行った。マウス四肢組織に存在する間葉系幹細胞は、複数の集団に分類することができた。一方で、刺激によって間葉系幹細胞遺伝子パターンを獲得するクラスターの存在(クラスター10)を確認した。レポーターマウスを用いて生体でのクラスター10細胞を解析した結果、細胞群はマウスの四肢のさまざまな部分に分布しており、成長もしくは損傷などの刺激により活性化し、間葉系細胞を供給するリザーバー細胞である可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

間葉系幹細胞を用いた臨床応用が進んでいるが、細胞種類や性質の均一性が担保されておらず、治療効果の観点からのクオリティーコントロールの設定が急務である。申請者は細胞表面抗原を指標とした幹細胞特性解析を行ってきたが、治療効果の規格値設定は表面抗原マーカーのみでは不十分である。本研究では、申請者の技術と単一細胞の遺伝子発現を統合して解析することにより、幹細胞としての根本的な性質の理解を得る。組織幹細胞の詳細な知見を把握し、本国際共同研究を通して発信することは、国際的なコミュニティーの連携や密接なチームワークの創発の場となる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Cambridge(英国) (2020)
  • 年月日: 2020-09-01
• [雑誌論文] CD73-Positive Cell Spheroid Transplantation Attenuates Colonic Atrophy (2023)
  • 著者名/発表者名: Hisamatsu Daisuke、Itakura Natsumi、Mabuchi Yo、Ozaki Rion、Suto Eriko Grace、Naraoka Yuna、Ikeda Akari、Ito Lisa、Akazawa Chihiro
  • 雑誌名: Pharmaceutics 巻: 15 号: 3 ページ: 845-845
  • DOI: 10.3390/pharmaceutics15030845
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of Human-Induced Pluripotent Stem Cells Derived from a Patient with Schwartz Jampel Syndrome Revealed Distinct Hyperexcitability in the Skeletal Muscles (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Y, Nakada S, Nakamura K, Sakurai H, Ohno K, Goto T, Mabuchi Y, Akazawa C, Hattori N, Arikawa-Hirasawa E.
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 11 号: 3 ページ: 814-814
  • DOI: 10.3390/biomedicines11030814
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of Snai2 and Notch signaling in salivary gland myoepithelial cell fate. (2022)
  • 著者名/発表者名: Rika Yasuhara, Seya Kang, Tarou Irie, Yo Mabuchi, Satoko Kujiraoka, Akane Yukimori, Shoko Ishida, Junichi Tanaka, Kenji Mishima
  • 雑誌名: Lab Invest. 巻: 102(11) 号: 11 ページ: 1245-1256
  • DOI: 10.1038/s41374-022-00814-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human induced pluripotent stem cell-derived salivary gland organoids model SARS-CoV-2 infection and replication. (2022)
  • 著者名/発表者名: Junichi Tanaka, Hidenobu Senpuku, Miho Ogawa, Rika Yasuhara, Shintaro Ohnuma, Koki Takamatsu, Takashi Watanabe, Yo Mabuchi, Shiro Nakamura, Shoko Ishida, Tomohiko Sadaoka, Takashi Takaki, Tatsuo Shirota, Toshikazu Shimane, Tomio Inoue, Takayoshi Sakai, Munemasa Mori, Takashi Tsuji, Ichiro Saito, Kenji Mishima
  • 雑誌名: Nat Cell Biol. 巻: 24(11) 号: 11 ページ: 1595-1605
  • DOI: 10.1038/s41556-022-01007-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hematopoietic-Mesenchymal Signals Regulate the Properties of Mesenchymal Stem Cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa Sanshiro、Okada Hiroyuki、Riu Dan、Mabuchi Yo、Akazawa Chihiro、Iwata Junichi、Hoshi Kazuto、Hikita Atsuhiko
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 15 ページ: 8238-8238
  • DOI: 10.3390/ijms23158238
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Inoue D, et al.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: VOLUME 39, ISSUE 6 号: 6 ページ: 110805-110805
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110805
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation of activated microglia and macrophages by systemically administered DNA/RNA heteroduplex oligonucleotides (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishi Rieko、Ohyagi Masaki、Nagata Tetsuya、Mabuchi Yo、Yokota Takanori
  • 雑誌名: Molecular Therapy 巻: 30 号: 6 ページ: 2210-2223
  • DOI: 10.1016/j.ymthe.2022.02.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel Mesenchymal Stem Cell Spheroids with Enhanced Stem Cell Characteristics and Bone Regeneration Ability (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohori-Morita Yumi、Niibe Kunimichi、Limraksasin Phoonsuk、Nattasit Praphawi、Miao Xinchao、Yamada Masahiro、Mabuchi Yo、Matsuzaki Yumi、Egusa Hiroshi
  • 雑誌名: Stem Cells Translational Medicine 巻: xx 号: 4 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1093/stcltm/szab030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DNA/RNA heteroduplex oligonucleotide technology for regulating lymphocytes in vivo (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohyagi Masaki、Nagata Tetsuya、Ihara Kensuke、Yoshida-Tanaka Kie、Nishi Rieko、Miyata Haruka、Abe Aya、Mabuchi Yo、Akazawa Chihiro、Yokota Takanori
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 7344-7344
  • DOI: 10.1038/s41467-021-26902-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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
• [学会発表] FZD5 regulates cellular senescence in human mesenchymal stem/stromal cells (2020)
  • 著者名/発表者名: YO MABUCHI
  • 学会等名: 12th Stem Cell Society Singapore Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 間葉系幹細胞亜集団の同定と特性解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 馬渕 洋、須藤 絵里子グレース、鈴木 喜晴、赤澤 智宏
  • 学会等名: 第29回日本サイトメトリー学会学術集会
• [図書] Encyclopedia of Bone Biology. (2020)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi Yo
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: Elsevier Inc.
• [図書] Neural Crest Contributions to MSCs (2020)
  • 著者名/発表者名: Yo Mabuchi
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: Reference Module in Biomedical Sciences
• [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] 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/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