外因性因子による体性幹細胞(前駆細胞)分化誘導とその再生医療への応用

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16650134
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 笠井 久隆 工学院大学, 工学部, 教授 (80087163)
• 研究分担者: 井上 順雄 首都大学東京, 健康福祉学部, 教授 (50159985) ; 石崎 泰樹 群馬大学, 医学部, 教授 (90183003) ; 繁田 雅弘 首都大学東京, 健康福祉学部, 教授 (90206079) ; 米本 泰三 首都大学東京, 健康福祉学部, 名誉教授 (80056572)
• キーワード: ヒトES細胞 / 外因性分化誘導因子 / 内因性分化誘導因子 / 神経細胞 / 遺伝子発現 / アストロサイト / 神経幹細胞 / カニクイサルES細胞

研究概要

平成16〜18年度にわたって次の3点について検討を行った。(1)神経再生の最終目標材料の神経幹細胞(前駆細胞)調整のためにマウス、カニクイサルからヒトまでのES細胞培養を確立した。
首都大学東京-健康福祉学部における倫理委員会を経て、文部科学省の倫理委員会の審査を申請し、認可(平成16年12月16日)後、京都大学から譲渡されたヒトES細胞株3株を用いた。(2)井上らの開発したNeural Stem Sphere法(NSS法)によりマウス、カニクイサルのES細胞から神経幹細胞、神経細胞への分化過程の遺伝子発現および特異タンパク質発現の詳細解析を行った。培養ES細胞コロニー中のOct3/4、Nanog、Nestin、Musashi-1、NF-M、MAP-2、GFAP、MBP、GATA4、Brachyury、Cytokeratin17などの発現量をRT-PCR法で定量した。この結果、ES細胞はアストロサイト条件培地中の浮遊培養ではエピブラスト、神経外胚葉、神経幹細胞、神経前駆細胞を経て神経細胞へ一方向的に分化が進行することが確認された(国際会議で計4回ポスター発表済み、来年度も発表予定)。(3)外因性神経突起伸長因子Z-LLL-H(Zと省略)はアストロサイト由来内因性因子(Xaと省略)と同様に、神経突起伸長作用を有するが、それのみでなく、神経幹細胞から神経細胞への分化誘導作用を有することが次第に明らかになってきた。現在、ES細胞分化過程でのZの作用点、内因性因子(bFGF、BDNF、Xa)共存下での神経幹細胞から神経細胞への分化効率の最適化を再度検討中である。bFGF共存下ではその効率は著しく増大した(約10倍)。bFGFはES細胞の培養条件ではむしろ神経幹細胞の脱分化・増殖を促進することが観測され、明確に作用点が異なり、また細胞の生存率を高く保持したまま、Zの効果を増大する影響とも考えられ興味深い。これらの結果の一部は来年度に日本保健科学学会誌に論文発表準備中である。

研究成果

• [雑誌論文] Roles of astrocyte-conditioned medium and cell-cell communication in uni-directional differentiation from mouse embryonic stem cells into neural cells by Neural Stem Sphere method. (2006)
  • 著者名/発表者名: Otsu M, Sai T, Harada M, Momoki-Soga T, Nakayama T, Suzuki Y, Kondo Y, Kasai H, Inoue N
  • 雑誌名: 20^<th> TUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology (Abstract) ページ: 93
• [雑誌論文] Gene expression profile during differentiation from primate embryonic stem cells into neural cells by Neural Stem Sphere method. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sai T, Otsu M, Harada M, Nakayama T, Suzuki Y, Kondo Y, Kasai H, Inoue N
  • 雑誌名: 20^<th> TUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology (Abstract) ページ: 93
• [雑誌論文] Effects of astrocyte-derived factor and cell-cell communication on uni-directional differentiation from mouse embryonic stem cells into neural cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Otsu M, Sai T, Momoki-Soga T, Nakayama T, Suzuki Y, Kondo Y, Kasai H, Inoue N
  • 雑誌名: 第29回日本神経科学大会、京都、2006年7月
• [雑誌論文] Gene expression during differentiation from primate embryonic stem cells into neural cells by Neural Stem Sphere method. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sai T, Otsu M, Momoki-Soga T, Nakayama T, Suzuki Y, Kondo Y, Kasai H, Inoue N
  • 雑誌名: 第29回日本神経科学大会、京都、2006年7月
• [雑誌論文] Necessity of ACM and cell-cell communication for effective neural differentiation of mouse ES cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Otsu M, Sai T, Harada M, Nakayama T, Suzuki Y, Kondo Y, Kasai H, Inoue N
  • 雑誌名: 神経化学 45 ページ: 335
• [雑誌論文] Unidirectional neural differentiation from monkey embryonic stem cells by Neural Stem Sphere method. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sai T, Otsu M, Harada M, Suzuki Y, Kondo Y, Kasai H, Marumo K, Inoue N
  • 雑誌名: 神経化学 45 ページ: 338