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2012 年度 実施状況報告書

脊柱靱帯骨化症の病因として間葉系幹細胞が果たす役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24590310
研究種目

基盤研究(C)

研究機関弘前大学

研究代表者

古川 賢一  弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20165468)

研究分担者 大島 吉輝  東北大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (00111302)
小野 睦  弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (40400155)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード異所性骨化 / 間葉系幹細胞 / 脊柱靭帯骨化症 / セルソーティング
研究概要

平成24年度の研究計画に挙げた主な目標は、1)間葉系幹細胞の脊柱靱帯組織における存在証明、2)疾患組織由来の間葉系幹細胞の易石灰化能の証明であった。
まず1)について。手術時に摘出したヒト脊柱靭帯組織を、コラゲナーゼ処理して細胞を単離した。その細胞を、間葉系幹細胞に特異的な細胞表面マーカー3つに対する抗体で染色し、それを元に細胞をセルソーターで分離したところ、3つのマーカーを共発現している細胞が得られた。その細胞を1個ずつ培養ディッシュに撒くと、増殖してコロニーを形成した。その増殖した細胞はやはり、間葉系幹細胞に特異的な細胞表面マーカー3つを共発現していた。以上の結果から、この細胞は間葉系幹細胞のMinimum Criteria(自己再生能、高い増殖能、特異的細胞表面マーカーを発現)を満たす細胞であることが確認できた。
次に2)について。非骨化靭帯組織(ヘルニア等)と、骨化靭帯組織(脊柱靭帯骨化症OPLL)から同様にして単離した間葉系幹細胞を培養し、骨化誘導刺激を加えたところ、後者の細胞が前者に比べて著明な石灰化を起こした。
以上のことから、OPLL患者の靭帯組織に存在する間葉系幹細胞が、間違った分化を起こして(靭帯細胞ではなく、骨芽細胞様細胞に分化して)、異所性の骨化を起こすという我々の仮説を支持する結果が得られた。

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

平成24年度の研究計画に掲げた他の2つの目標、3)間葉系幹細胞の局在の解析、4)骨化、石灰化を抑制する薬物の探索については、進行中である。
3)については、靭帯組織に間葉系幹細胞の特異的細胞表面マーカーを共発現している細胞の存在が、免疫組織化学的に証明できた。現在はその局在に非骨化および骨化の組織間で違いがあるかどうか検討を進めているところである。
また4)については、培養細胞による易石灰化モデルを用いたアッセイ系を確立できた。それを用いて化合物ライブラリーから、骨化・石灰化に影響を与える物質のスクリーニングを開始した。
目標の1)、2)は完了し、3)、4)は着手、進行中であることから、達成度を(2)とした。

今後の研究の推進方策

初年度、着手し進行中である目標の3,4に注力し、進めていく予定である。
また25年度以降の目標とした、発症に深く関与していると考えられるエピジェネティックな機序の解明に、着手したいと考えている。

次年度の研究費の使用計画

免疫組織化学的手法により、間葉系幹細胞の局在を非骨化および骨化組織で比較し、その差から骨化の機序を明らかにしたい。そのため免疫組織化学に用いる多種類の特異的抗体の購入が中心になる。
また、得られた結果を海外に発信するため、海外の骨代謝関係の学会への参加の費用にも当てたいと考えている。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 脊椎靱帯骨化における間葉系幹細胞の役割2013

    • 著者名/発表者名
      小野睦、浅利亨、陳俊輔、和田簡一郎、田中利弘、古川賢一
    • 雑誌名

      脊椎脊髄ジャーナル

      巻: 26 ページ: 163-168

  • [雑誌論文] Structures and biomimetic synthesis of polyketides of an endophytic penicillium sp. of Cataranthus roseus.2013

    • 著者名/発表者名
      Asai T, Luo D, Yamashita K, Oshima Y
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 15 ページ: 513-515

    • DOI

      10.1021/ol303506t

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 糸状菌二次代謝のエピジェネティック制御と天然物探索2013

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾、大島吉輝
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 51 ページ: 13-21

  • [雑誌論文] Mesenchymal stem cell isolation and characterization from human spinal ligaments.2012

    • 著者名/発表者名
      Asari T, Tanaka S, Kudo H, Mizukami H, Ono A, Numasawa T, Kumagai G, Motomura S, Yagihashi S, Toh, S, Furukawa K-I.
    • 雑誌名

      Biochemical Biophysical Research Communications

      巻: 417 ページ: 1193-1199

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2011.12.106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post injury changes in the properties of mesenchymal stem cells derived from human anterior cruciate ligaments.2012

    • 著者名/発表者名
      Nohmi S, Yamamoto Y, Mizukami H, Ishibashi Y, Tsuda E, Maniwa K, Yagihashi S, Motomura S, Toh S, Furukawa K-I
    • 雑誌名

      International Orthopaedics

      巻: 36 ページ: 1515-1522

    • DOI

      10.1007/s00264-012-1484-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenuipyrone, a novel skeletal polyketide from the entomopathogenic fungus, Isaria tenuipes, cultivated in the presence of epigenetic modifiers.2012

    • 著者名/発表者名
      Asai T, Chung Y-M, Sakurai H, Ozeki T, Chang, F-R, Yamashita K, Oshima Y
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 14 ページ: 513-515

    • DOI

      10.1021/ol203097b

    • 査読あり
  • [学会発表] HDAC阻害剤を用いた 多様な糸状菌ポリケチド類の創出2013

    • 著者名/発表者名
      山本崇史,浅井禎吾,谷口透,門出健次,山下幸和,大島吉輝
    • 学会等名
      日本薬学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] エピジェネティクスを制御する化学修飾酵素阻害剤を用いた多様な糸状菌ポリケチドの創生2012

    • 著者名/発表者名
      浅井禎吾,山本崇史,森田峻太郎,白田直樹,大島吉輝
    • 学会等名
      天然有機化 合物討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120918-20120920
  • [学会発表] ヒト脊柱靭帯由来間葉系幹細胞の分離・同定2012

    • 著者名/発表者名
      浅利享、古川賢一、陳俊輔、小野睦、田中利弘
    • 学会等名
      日本骨代謝学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120720-20120722
  • [学会発表] 免疫組織化学染色法によるヒト脊柱靱帯における間葉系幹細胞の同定ならびにその局在の検討2012

    • 著者名/発表者名
      陳俊輔、古川賢一、浅利亨、小野睦、田中利弘
    • 学会等名
      日本骨代謝学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120720-20120722

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公開日: 2014-07-24  

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