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2020 年度 実施状況報告書

スフェロイト形成による間葉系幹細胞のstemness制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K10192
研究機関松本歯科大学

研究代表者

李 憲起  松本歯科大学, 歯学部, 講師 (60350831)

研究分担者 各務 秀明  松本歯科大学, 総合歯科医学研究所, 教授 (80242866)
溝口 利英  東京歯科大学, 歯学部, 准教授 (90329475)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードスフェロイド / 体性幹細胞 / stemness / 幹細胞マーカー / 接着因子 / 遺伝子発現
研究実績の概要

細胞を凝集させることによって得られるスフェロイド(spheroid)の構成細胞は、高い幹細胞性を有するとともに生体に近い細胞-細胞間、細胞-細胞外基質間の相互作用を再現することが可能であるため、再生医療のみならず、新たな医薬品開発のためのツールとしての応用も期待されている。その一方で、スフェロイドが形成される分子機構や、スフェロイドを形成する細胞がなぜ幹細胞性を獲得できるかに関しては未解明な点が多い。本研究では、スフェロイド形成初期から変化する遺伝子、特に細胞接着に関与するインテグリンとその細胞内シグナルを検索することで、脱分化による幹細胞性獲得のメカニズムの解明を目的とする。
自発的スフェロイド形成過程における脱分化と幹細胞性獲得機構の解明のため、われわれはスフェロイド形成過程で変化する遺伝子をターゲットとして解析を行っている。自発的スフェロイド形成では、同じシャーレ上の細胞集団の一部がスフェロイドを形成し、それ以外の細胞は接着した状態でプレート上にしばらく残存する。そこで、最初のアプローチとして、自発的スフェロイドを形成する細胞と、形成せずに接着状態で残存する細胞における遺伝子発現の変化について、RNA-seqを用いて網羅的解析を行った。スフェロイドを形成24時間後の細胞と接着細胞のRNAとを比較したところ、スフェロイドで3倍以上発現増加する遺伝子は1690あり、3分の1以下に減少する遺伝子は1460検出された。発現が上昇する遺伝子群の中で、4つの増殖因子と1つの幹細胞マーカーを選択し、現在それらの機能について解析を行っている。一方、当初推定された細胞接着に直接関与する遺伝子群の変化は少なく、接着因子がスフェロイドの幹細胞性に関与する証左は得られていない。そこで、現在は接着性因子から幹細胞マーカーへのシグナル経路の一つであるWntシグナルに対象を絞って検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでに、自発的スフェロイドの幹細胞性の獲得に影響する可能性がある増殖因子や幹細胞マーカー、細胞内シグナルを抽出できたことから、おおむね順調に進行しているといえる。また、スフェロイド形成過程において、幹細胞のstemnessを制御する鍵となるシグナル経路については、Wntシグナル経路の解析から、スフェロイド形成における幹細胞性制御メカニズムの一部を解明できる可能性があると考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、2020年度で明らかになったスフェロイド形成過程における幹細胞のstemness制御遺伝子の機能を明らかにする。また、変動する遺伝子のレベルについて、定量的RT-PCRで確認を行う。さらに、幹細胞性の維持に働く重要な細胞内シグナル系が明らかになれば、阻害実験にてその影響を検討する。

次年度使用額が生じた理由

年度内で効率的な実験を行ったが、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19)への対応で業者の来学が制限されたことなどにより、一部の実験に遅延が生じたため、次年度に使用する研究費が生じた。したがって、2021年度に充填することにより計画とおり、効率的に研究が遂行できると考えられる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Cryopreserved spontaneous spheroids from compact bone-derived cells as potential ready-to-use products for bone tissue engineering.2021

    • 著者名/発表者名
      Dong H, Li X, Chen K, Li N, Kagami H
    • 雑誌名

      Tissue Eng Part C Methods.

      巻: 27 ページ: 253-263

    • DOI

      10.1089/ten.tec.2021.0001

  • [雑誌論文] Alliin inhibits adipocyte differentiation by down-regulating Akt expression: implication for metabolic disease2021

    • 著者名/発表者名
      Li N, Chen K, Dong H, Yang J, Yoshizawa M, Kagami H, Li X
    • 雑誌名

      Exp Ther Med

      巻: 21 ページ: 563

    • DOI

      10.3892/etm.2021.9995.

  • [学会発表] Effect of cryopreservation on viability, stemness and osteogenic capability of spontaneous spheroids from mouse compact bone derived cells2020

    • 著者名/発表者名
      Hongwei Dong, Xianqi Li, Kai Chen, Ni Li, Michiko Yoshizawa, Hideaki Kagami.
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] Characterization of spontaneous spheroids from oral mucosa-derived cells and their direct comparison with spheroids from skin-derived cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ni Li, Xianqi Li, Kai Chen, Hongwei Dong, Hideaki Kagami.
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] マウス歯牙移植モデルにおいて骨髄単核球細胞が歯周組織再生に及ぼす効果2020

    • 著者名/発表者名
      松村奈穂美、李 憲起、内川恵里、芳澤享子、各務秀明
    • 学会等名
      第74回日本口腔科学会学術集会
  • [学会発表] 骨髄由来単核球を用いた歯の移植に関する基礎的研究2020

    • 著者名/発表者名
      内川恵里、李 憲起、松村奈穂美、芳澤享子、各務秀明
    • 学会等名
      第74回日本口腔科学会学術集会
  • [学会発表] ティッシュエンジニアリングの併用による移植歯周囲への骨形成促進2020

    • 著者名/発表者名
      松村 奈穂美,李 憲起,内川恵里,董 宏偉,芳澤享子,各務 秀明
    • 学会等名
      第65回(公社)日本口腔外科学会総会・学術大会

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公開日: 2021-12-27  

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