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2012 年度 実績報告書

生体由来ヒト多能性幹細胞の特性解析と再生医療への応用の可能性

研究課題

研究課題/領域番号 23390060
研究機関東北大学

研究代表者

出沢 真理  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50272323)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード多能性幹細胞 / 体性幹細胞 / 間葉系幹細胞 / 皮膚 / 骨髄
研究概要

皮膚や骨髄などの成人ヒト間葉系組織に多能性を有する新たな幹細胞Muse細胞を見出した。この細胞は3胚葉性のあらゆる細胞に分化でき、ヒトES細胞のマーカーSSEA-3でヒト線維芽細胞や新鮮骨髄液、皮膚組織などから分離可能である。腫瘍性がない事から再生医療への応用が期待されている。H24年度は下記の成果を得た。
1)Muse細胞の傷害部位への遊走因子の同定と組織修復との関係:Muse細胞と非Muse細胞を分離し、Muse細胞に特異的に発現し非Muse細胞には発現しない細胞表面分子を探索した。その結果、特定のG蛋白共役型受容体がMuse細胞にのみ発現しており、細胞膜脂質を元に細胞傷害時に作られる急性炎症物質に対する受容体であることが分かった。Boyden chamberを用いた実験で、Muse細胞のみが遊走性を示し非Muse細胞は反応せず、またTaxiscanにおいても同様の結果が再現された。Muse細胞に特異的な遊走因子が同定された。
2)各組織由来のMuse細胞の比較:ヒト骨髄、脂肪、皮膚の間葉系組織から得られたそれぞれのMuse細胞の遺伝子発現を比較した結果、外胚葉系、内胚葉系の因子は骨髄由来のMuse細胞が最も高く発現し、骨や脂肪などの中胚葉系の因子は脂肪由来Muse細胞が最も高いことが分かった。このことから、対象とする疾患、あるいは分化方向性によってMuse細胞のソースを選んだほうが効果的であることが示唆された。
3)組織再生能の検討:免疫不全マウスを持ちて肝障害、脳梗塞などのモデル動物にGFP lentivirusでラベルしたヒトMuse細胞を尾静脈投与したところ、経血管的に傷害組織に生着し、肝臓では肝細胞、胆管、kupffer細胞などに分化すること、脳梗塞では梗塞部位でTuj-1, NeuN陽性神経細胞として生着することなどが確認された。

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

Muse細胞に特異的な受容体および遊走因子が特定されたことは非常に大きな成果であると考えている。今後生体内でのMuse細胞の動態を制御するのに応用できる可能性がある。また由来組織におけるMuse細胞の性質の違いを解析し、骨髄Museには胚葉の壁を越えた分化能が高いことが分かったことも前進である。骨髄Museと脂肪や皮膚などの他のMuse細胞との本質的な違いは、Muse細胞の発生学的な由来の解明につながるかもしれない。組織修復機能が胚葉の壁を越えた肝臓、脳で確認されたことも再生医学への応用においては重要な成果である。
live観察によるMuse細胞の分裂様式と多能性因子の動態の解析は現在も実験を遂行している。Muse細胞は一細胞から分裂していく際、初期の段階で非Muse細胞を作り、この非Muse細胞がMuse細胞のニッチ環境を作ることを観察した。また非対称分裂に関わるNumblikeが発現されることも確認している。このような特異なMuse細胞の分裂に伴い、多能性因子の制御機構に関しても調べた。そこでOct3/4、Nanogのpromoter下流にそれぞれOct3/4、Nanogの構造蛋白とGFPないしTd tomatoなどのタグを付加した遺伝子を作製し、ヒトMuse細胞に導入しLiveで観察した。その結果、接着では細胞質にあるこれらの因子が浮遊になると核に移行することが確認されたが、そうでないMuse細胞もあり引き続き検討を重ねたい。

今後の研究の推進方策

1)分裂様式と多能性因子の制御機構の解析:live観察においてMuse細胞が一細胞から増殖して行く過程で多能性因子の局在の変化をとらえる。さらに浮遊から接着、接着から浮遊への移行による多能性因子の動態を見る。
2)Muse細胞の傷害部位への遊走因子の同定と組織修復との関係:Muse細胞と非Muse細胞を比較し、Muse細胞細胞膜に特異的に発現している因子を絞り込み、ここから傷害組織への遊走に関わる因子の同定を進める。またその受容体を持っているかも調べる。同時にboyden chamberを用いてin vitroでの遊走効果、さらには叙法剤への組み込み移植による生体内での遊走効果、agonistによる遊走効果を併せて検討する。
3)各組織由来のMuse細胞の比較:皮膚・骨髄・脂肪から採取したMuse細胞の3胚葉性の因子の発現等を検討する。
4)各種疾患モデルを用いた組織再生能の検討:免疫不全マウスの肝障害、糖尿病、脳梗塞、筋変性、皮膚損傷などのモデル動物にGFP lentivirusでラベルしたヒトMuse細胞を尾静脈あるいは局所注入などの方法によって投与し、生着率(GFP陽性細胞の計測)、移植細胞の組織内における分化(組織学的手法によって行う)を評価する。また機能回復としては肝障害では末梢血中におけるヒトアルブミンの検出、糖尿病では血糖値の改善、インシュリンの分泌、脳梗塞では行動評価、筋変性と皮膚損傷では組織検討によって評価を行う。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 20件)

  • [雑誌論文] Autologous engraftment of A9 dopaminergic neurons induced from mesenchymal stem cells in parkinsonian rhesus macaques.2013

    • 著者名/発表者名
      Hayashi T, Wakao S, Kitada M, Ose T, Watabe H, Kuroda Y, Mitsunaga K, Matsuse D, Shigemoto T, Ito A, Ikeda H, Fukuyama H, Onoe H, Tabata Y, Dezawa M.
    • 雑誌名

      J. Clin. Invest.

      巻: 123(1) ページ: 272-284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional melanocytes are readily reprogrammable from multilineage-differentiating stress-enduring (Muse) cells, distinct stem cells in human fibroblasts.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiyama K, Wakao S, Kuroda Y, Ogura F, Nojima M, Sawaya N, Yamazaki K, Aiba S, Dezawa M.
    • 雑誌名

      J Invest. Dermatol

      巻: - ページ: inpress

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel approach to collect satellite cells from adult skeletal muscles based on their stress tolerance.2013

    • 著者名/発表者名
      Taeko S, Kuroda Y, Wakao S, Dezawa M.
    • 雑誌名

      STEM CELLS Translational Medicine

      巻: - ページ: inpress

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of adult human pluripotent stem cells from mesenchymal cell populations and their application to liver damages.2012

    • 著者名/発表者名
      Wakao S, Kitada M, Kuroda Y, Dezawa M.
    • 雑誌名

      Liver Stem Cells: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, Springer Protocols

      巻: 826 ページ: 89-102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The elite and stochastic model for iPS cell generation: Multilineage- differentiating stress enduring (Muse) cells are readily reprogrammable into iPS cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Wakao S, Kitada M, Dezawa M.
    • 雑誌名

      Cytometry A

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/cyto.a.22069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Muse cells and induced pluripotent stem cell: implication of the elite model.2012

    • 著者名/発表者名
      Kitada M, Wakao S, Dezawa M.
    • 雑誌名

      Cell Mol Life Sci.

      巻: 69(22) ページ: 3739-3750

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parkinson's disease and mesenchymal stem cells:potential for cell-based therapy.2012

    • 著者名/発表者名
      Kitada M, Dezawa M.
    • 雑誌名

      Parkinson's Disease

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1155/2012/873706

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transplantation of bone marrow stromal cells-derived neural precursor cells ameliorates deficits in a rat model of complete spinal cord transaction.2012

    • 著者名/発表者名
      Aizawa-Kohama M, Endo T, Kitada M, Wakao S, Sumiyoshi A, Matsuse D, Kuroda Y, Morita T, Riera J.J, Kawashima R, Tominaga T, Dezawa M.
    • 雑誌名

      Cell Transplantation

      巻: 掲載確定 ページ: 掲載確定

    • DOI

      Epub ahead of print

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regenerative Effects of Mesenchymal Stem Cells: Contribution of Muse Cells, a Novel Pluripotent Stem Cell Type that Resides in Mesenchymal Cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Wakao S, Kuroda Y, Ogura F, Shigemoto T, Dezawa M.
    • 雑誌名

      Cells. 1

      巻: - ページ: 1045-1060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphologic and gene expression criteria for identifying human induced pluripotent stem cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Wakao S, Kitada M, Kuroda Y, Ogura F, Murakami T, Niwa A, Dezawa M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7(12) ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0048677.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒト生体内に存在する多能性幹細胞 Muse細胞と肝再生への可能性2012

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 雑誌名

      肝胆膵

      巻: 65 ページ: 145-155

  • [雑誌論文] ヒト生体由来多能性幹細胞Muse細胞―再生医学と生物学における意義2012

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 30(2) ページ: 180-188

  • [雑誌論文] 神経再生研究の最前線―Muse細胞2012

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 雑誌名

      脳神経外科速報

      巻: 22 ページ: 550 -559

  • [学会発表] Discovery of intrinsic pluripotent stem cells, Muse cells in human mesenchymal tissues; are they a major player of regenerative homeostasis in the body?2013

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2013-01-23
  • [学会発表] Muse cells: a novel type of adult human pluripotent stem cells in mesenchymal tissues and their contribution to tissue repair2012

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      EB 2012 (poster)
    • 発表場所
      SanDiego, USA
    • 年月日
      20120421-20120425
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells: A Great Potential of Muse Cells for Clinical Application to Neurodegenerative Diseases

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      APSNR&PPSSC joint meeting
    • 発表場所
      台北, 台湾
    • 招待講演
  • [学会発表] A Novel Type of Adult Human Pluripotent Stem Cells (Muse Cells) that Exist Among Mesenchymal Tissues and Their Primary Role in iPS Cell Generation

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      Mayo Clinic
    • 発表場所
      Rochester, Minnesota, USA
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells, a novel type of adult human pluripotent stem cells that reside in mesenchymal tissues: their great possibility for regenerative medicine

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      IANR/GCNN/ISCITTsymposium
    • 発表場所
      西安, 中国
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells, a novel type of adult human pluripotent stem cells that reside in mesenchymal tissues: their great possibility for regenerative medicine

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      Dutch - Japanese Cross Debate Workshop on RM and Stem cells
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト生体に内在する新たな多能性幹細胞Muse細胞:再生医療、予後の診断、病態解析への展開の可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      分子細胞機能学分野 セミナー
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells, a novel type of adult human pluripotent stem cells that reside in mesenchymal tissues: their great possibility for regenerative medicine and tissue repair

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      A joint seminar of Department of Anatomy and Centre for Reproduction, Development and Growth
    • 発表場所
      Hong Kong University, China
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells, a novel type of adult human pluripotent stem cells that reside in mesenchymal tissues: their great possibility for regenerative medicine and tissue repair

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      Seminar at Jinan Univ.
    • 発表場所
      Jinan University, Guangzhou, China
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たに発見されたヒト生体内多能性幹細胞Muse細胞:再生医療の進歩への可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      私立大学戦略的研究基盤形成支援事業(未来医療開発プロジェクト)研究成果報告会
    • 発表場所
      岩手医科大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel type of pluripotent stem cells (Muse cells) that reside in adult human mesenchymal tissues and their potential for cell-based therapy

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      AR Symposium
    • 発表場所
      Queenstown, New Zealand
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たに発見されたヒト生体由来の多能性幹細胞 Muse細胞:神経再生医療への可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      第23回日本末梢神経学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト生体に内在する新たな多能性幹細胞Muse細胞:細胞治療、予後の診断、病態解析への展開の可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      MCCII
    • 発表場所
      北海道キロロ
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells, a novel type of adult human pluripotent stem cells that reside in mesenchymal tissues: their great possibility for regenerative medicine and tissue repair

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      A weekly seminar series at NCDEG
    • 発表場所
      NCDEG, Amman, Jordan
    • 招待講演
  • [学会発表] Muse cells, a novel type of adult human pluripotent stem cells that reside in mesenchymal tissues: their great possibility for regenerative medicine and tissue repair

    • 著者名/発表者名
      Mari Dezawa
    • 学会等名
      Seminar hosted by JOSED
    • 発表場所
      Landmark Hotel, Amman, Jordan
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト生体由来多能性幹細胞 MUSE細胞の組織修復再生医療の可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      第27回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト生体に内在する新たな多能性幹細胞Muse 細胞:細胞治療、予後の診断、創薬、病態解析への展開の可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      第50回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たに発見されたヒト生体内多能性幹細胞 Muse細胞の再生医療と組織再建への可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      JAACT2012
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 招待講演
  • [学会発表] The Possibility of Novel Adult Human Pluripotent Stem Cell Type, Muse Cell, for Regenerative Medicine

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      第77回日本循環器学会学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体に内在する多能性幹細胞 Muse細胞:組織修復細胞としての機能と次世代の再生医療に向けて

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      第12回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト生体に内在する新たな多能性幹細胞Muse 細胞:医療における様々な展開の可能性

    • 著者名/発表者名
      出澤真理
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      サンポートホール高松・かがわ国際会議場
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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