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2021 年度 実施状況報告書

不死化したヒト乳歯歯髄幹細胞の培養上清の基礎的解析と褥瘡マウスモデルの治療効果

研究課題

研究課題/領域番号 21K09779
研究機関東京医科大学

研究代表者

村上 史浩  東京医科大学, 医学部, 客員研究員 (40866662)

研究分担者 善本 隆之  東京医科大学, 医学部, 教授 (80202406)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード歯髄幹細胞 / 不死化 / 細胞培養上清 / 褥瘡モデルマウス
研究実績の概要

2021年度は、まず、ヒト脱落乳歯歯髄幹細胞(SHED)にヒトテロメラーゼ逆転写酵素(h-TERT)と増殖に重要なパピローマウイルス(HPV16)のE6とE7、細胞生存や周期に重要なBMI1をレトロウイルス感染により遺伝子導入して不死化した細胞株の性質を、プライマリーの歯髄幹細胞と比較検討を行った。FACS解析よりどちらの細胞も、間葉系細胞としての典型的な発現パターン(CD73、DC90、CD105陽性、CD11b、CD14、CD19、CD34、CD45、CD40、CD80、CD86、HLA-DR陰性)を有していた。細胞増殖能については、血清存在下でもプライマリー細胞に比べ不死化したSHED細胞株の方が高く、培養上清を回収する際に用いる無血清培地では、さらに、不死したSHED細胞株の方が高かった。次に、無血清培地で72時間培養した上清を回収し、ELISAを用いてHGF、VEGF、インスリン様成長因子結合蛋白質(IGFBP)-4、TGF-b1について産生量を比較すると、不死化したSHED細胞株の方がどのサイトカインについても数倍から10倍近く産生量が高かった。さらに、RayBiotech社のQuantibody Human Cytokine Antibody Array 1000を用いて80種類のサイトカインや増殖因子について、発現を比較すると、上位には、IGFBP-4,6,2やメタロプロテイナーゼ組織阻害剤-1,2、次に、VEGFとHGFが続くことが分かった。興味深いことに、不死化した細胞は、神経細胞への分化条件で培養すると、プライマリー細胞より、早く強く神経細胞へ分化することがわかった。

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

2021年度で、培養上清の生化学的基礎的解析は、ほぼ終了したと思われるので、ほぼ計画の予定通り進んでいると思われる。

今後の研究の推進方策

2022年度: 褥瘡モデルマウスでの検討 ① 褥瘡モデルマウスの治療効果:褥瘡は、マウス背中の毛を剃った後、2つの円形磁石で皮膚を挟み12時間後に、磁石を外して一過性虚血再灌流障害を誘導するモデルを用いる。100 ulずつ左右の磁石を置いた周りに連日皮内注射する。次に、褥瘡形成のピークを過ぎた6日頃から同様に投与し、その治療効果を検討する。② 褥瘡モデルマウスでの作用機序:上記の網羅解析の中から可能性が高い分子について、その特異的中和抗体を用いて、免疫沈降反応によりその分子を除去したCMを調製する。次に、ELISAによりその分子が除去されていることを確認後、褥瘡モデルマウスに投与し、その治療効果を比較検討し関与を明らかにする。
2023年度:虚血再灌流障害の作用機序 ① VEGFによる血管障害の軽減:潰瘍形成がピークの6日後に、虚血時の血管修復に重要な血管内皮細胞のマーカーCD31やペリサイトのマーカーであるNG2やPDGFRβの発現が、SHED-CM投与で回復するか免疫組織学的解析を行う。次に、虚血時には、ペリサイトが血管内皮細胞に分化することが報告されているので、in vitroの培養系でヒトペリサイト細胞に不死化SHED-CMを加えて、血管内皮細胞に分化誘導しないか調べる。② HGFによるROS産生の抑制:低酸素状態を検出するPimonidazoleに対する抗体やDNA障害のマーカーである8-OHdGに対する抗体を用いた免疫組織学的解析や、酸化ストレスに関連する因子の皮膚局所での発現をリアルタイムRT-PCRにより調べ、不死化SHED-CM投与により低酸素状態や酸化ストレスが軽減されるか調べる。次に、HUVECまたはNIH3T3細胞を低酸素条件下で培養24時間後再酸素負荷し、不死化SHED-CMがROS産生や細胞死誘導を抑制するかやHGFの関与についても調べる。

次年度使用額が生じた理由

端数をピッタリ合わすのが難しかったため。残金は,2022年度の消耗品費に加える。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A chaperone-like role for EBI3 in collaboration with calnexin under inflammatory conditions.2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe A, Mizoguchi I, Hasegawa H, Katahira Y, Inoue S, Sakamoto E, Furusaka Y, Sekine A, Miyakawa S, Murakami F, Xu M, Yoneto T, Yoshimoto T.
    • 雑誌名

      Front Immunol.

      巻: 12 ページ: 757669

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.757669

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IL-23p19 and CD5 antigen-like form a possible heterodimeric cytokine and contribute to experimental autoimmune encephalomyelitis development.2021

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa H, Mizoguchi I, Orii N, Inoue S, Katahira Y, Yonteo T, Mingli X, Miyazaki T, Yoshimoto T.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 11(1) ページ: 5266

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84624-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 不死化したヒト脱落乳歯歯髄幹細胞(SHED-CM)培養上清の褥瘡モデルマウス皮膚潰瘍に対する治療効果2022

    • 著者名/発表者名
      片平泰弘、長谷川英哲、井上槙也、古阪悠馬、坂本絵梨、渡邉有麻、関根碧水、宮川聡美、村上史浩、溝口 出、善本隆之
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 不死化したヒト歯髄由来間葉系幹細胞(MSC)培養上清の褥瘡 モデルマウス皮膚潰瘍に対する治療効果と作用機序の検討2021

    • 著者名/発表者名
      片平泰弘、坂本恵梨、古阪悠馬、村上史浩、宮川聡美、井上槙也、渡邉有麻、関根碧水、長谷川 英哲、溝口 出、善本隆之
    • 学会等名
      第85回本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • [学会発表] 間葉系幹細胞培養上清のIGFBP-4 を介した腫瘍増殖の抑制2021

    • 著者名/発表者名
      古阪悠馬、片平泰弘、村上史浩、坂本恵梨、渡邉有麻、井上槙也、長谷川英哲、米戸敏彦、徐明利、溝口 出、善本隆之
    • 学会等名
      第85回本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • [学会発表] Protective effect of conditioned media of immortalized stem cells from human exfoliated deciduous teeth on the formation of acute pressure ulcers via HGF and VEGF.2021

    • 著者名/発表者名
      Katahira Y, Inoue S, Hasegawa H, Watanabe A, Mizoguchi I, Yoshimoto T.
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会総会・学術集会
  • [産業財産権] 褥瘡の予防剤及び/又は治療剤2021

    • 発明者名
      善本隆之、片平泰弘
    • 権利者名
      善本隆之、片平泰弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-084260

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公開日: 2022-12-28  

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