Muse細胞を用いた正常組織の放射線障害の治療と幹細胞の放射線抵抗性の機序解明

• 研究課題/領域番号: 20H03616
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分52040:放射線科学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 細井 義夫 東北大学, 医学系研究科, 教授 (50238747)
• 研究分担者: 橋本 拓磨 東北大学, 医学系研究科, 講師 (50799145) ; 漆原 佑介 東北大学, 医学系研究科, 助教 (30722269)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 放射線 / 間葉系幹細胞 / がん幹細胞 / 放射線抵抗性 / ミューズ細胞 / 幹細胞 / 放射線障害 / Muse細胞

研究開始時の研究の概要

Muse細胞を用いて、① 正常組織の放射線障害を軽減するための研究と、② 低酸素で成り立つ幹細胞ニッチによる放射線抵抗性や多分化能の原因を解明し、癌幹細胞等での放射線抵抗性の克服に役立てると共に、Muse細胞の多分化能を高めて正常組織の放射線障害の治療に役立てるための研究を行なう。具体的には、放射線照射後に静注したMuse細胞が、骨髄幹細胞、小腸腺窩細胞、肺胞上皮細胞、皮膚上皮細胞に分化するかどうかを明らかにする。放射線感受性に関してはDNA2本鎖切断修復関連遺伝子、多分化能に関してはFbx15、Nanog、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Mycなどの遺伝子の発現と活性について調べる。

研究成果の概要

FACSにより間葉系幹細胞（MSC）からSSEA-3陽性細胞として分離されたMuse細胞の安定性について調べた。SSEA-3陽性細胞を分離し培養を続けると、SSEA-3陽性細胞の比率は徐々に低下して行くことがわかった。また、SSEA-3陰性細胞を分離して培養を続けると、SSEA-3陽性細胞が出現し、分離前の比率と同程度になることを見いだした。また、MSCからSSEA-3陽性細胞を分離して幹細胞性を高める調整培地で36日間培養したところSSEA-3陽性率は4.56％で、コントロール培地で36日間培養した場合（SSEA-3陽性率19.45％）に比べ低い値を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、臨床試験が進行しているMuse細胞を用いて、Muse細胞の多分化能を高めて正常組織の放射線障害の治療に役立てるために研究を行った。しかし、Muse細胞と間葉系幹細胞（MSC）には互換性があり、MSC中に一定の割合でMuse細胞が発現するような機構が存在する事が示唆された。また、Muse細胞を高める調整培地で培養すると、コントロール培地で培養する場合に比べ、use細胞の比率は低下する事が明らかになった。これらのことから、Muse細胞はMSCと同等かやや分化が進んだ細胞であることが示唆された。