腎臓の幹細胞単離及び再生医療応用への基礎的検討

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13470211
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 今井 圓裕 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (00223305)
• 研究分担者: 伊藤 孝仁 大阪大学, 医学部付属病院, 医員(臨床研究) ; 竹中 優 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20222101) ; 守山 敏樹 大阪大学, 健康体育部, 講師 (30283815) ; 猪阪 善隆 大阪大学, 医学部付属病院, 医員(臨床研究)
• キーワード: 骨髄幹細胞 / SP細胞 / 糸球体上皮細胞

研究概要

ヒトおよび齧歯類の骨髄細胞では、Hoechst 33342色素による生細胞染色を行うことによりSP細胞という幹細胞分画を得ることが可能である。我々は、この方法をラット腎臓に応用し、腎臓に存在する幹細胞分画を取得し、その性質を解析した。その結果、成熟ラットの腎臓には一定の割合でSP細胞が存在し、少なくともその一部が骨髄由来であることを明らかにした。移植実験により、腎臓由来のSP細胞は、肝臓・骨格筋・血球系細胞などへの多分化能を示したが、腎臓から精製したにも関わらず腎臓への特異的遊走や腎臓構成細胞への分化は認められなかった。すなわち、少なくとも腎臓中のSP細胞は生理的な腎幹細胞ではないと考えられた。我々は、既に、骨髄由来細胞が糸球体メサンギウム細胞の再生に関与することを見いだしている。今回、臍帯血から造血幹細胞を精製・濃縮するために開発された不織布フィルターが、腎修復に寄与する骨髄細胞分画の精製に応用できるか否かを検討した。精製後のin vivoへの移植実験により、ラット骨髄細胞をこのフィルターで精製した細胞分画の中には、糸球体メサンギウム細胞に分化する細胞が高濃度に含まれていることが明らかとなった。
糸球体硬化の発生・進展の原因には糸球体上皮細胞の傷害が関与している。一方、その解剖学的位置から、外的に投与した幹細胞によって糸球体上皮を置換・再生するアプローチは困難と言わざるを得ない。我々は、糸球体上皮細胞が、傷害ストレスに対抗して自己のintegrityを維持するための機構を初めて明らかにした。すなわち、傷害を受けて足突起退縮とスリット膜構造破壊が生じた場合、糸球体上皮細胞は、レチノイン酸合成酵素の発現上昇を介して細胞内レチノイン酸濃度を上昇させることにより、ネフリンなどの重要構成蛋白質の転写を促進することが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki A, Ito T, Imai E, et al.: "Retinoids Regulate the Repairing Process of the Podocytes in Puromycin Aminonucleoside-induced Nephrotic Rats"J. Am. Soc. Nephrol.. (In press).
• [文献書誌] Ito, T: "Stem cells on the kidney-where are you from?"Nephrol Dial Transplant. 18. 1-4 (2003)
• [文献書誌] Imai E, Takahito Ito T: "Can bone marrow differentiate into renal cells?"Pediatr Nephrol. 17. 790-794 (2002)
• [文献書誌] Ito T, Suzuki A, Imai E, et al.: "Tornado extraction : a method to enrich and purify RNA from the nephrogenic zone of the neonatal rat kidney"Kidney Int. 62. 763-769 (2002)
• [文献書誌] Kaimori JY, Takenaka M, et al.: "Quantitative analyses of osteopontin mRNA expression in human proximal tubules isolated from renal biopsy tissue sections of minimal change nephrotic syndrome and IgA glomerulonephropathy patients"Am J Kidney Dis. 39. 948-957 (2002)
• [文献書誌] Nagatoya K, Moriyama T, et al.: "Y-27632 prevents tubulointerstitial fibrosis in mouse kidneys with unilateral ureteral obstruction"Kidney Int. 61. 1684-1695 (2002)
• [文献書誌] Nakajima H, Takenaka M, et al.: "Gene expression profile of renal proximal tubules regulated by proteinuria"Kidney Int. 61. 1577-1587 (2002)
• [文献書誌] Nakamura H, Isaka Y, et al.: "Introduction of DNA enzyme for Egr-1 into tubulointerstitial fibroblasts by electroporation reduced interstitial alpha-smooth muscle actin expression and fibrosis in unilateral ureteral obstruction (UUO) rats"Gene Ther. 9. 495-502 (2002)