ヒト生体から直接得られる多能性幹細胞Muse細胞を用いた内耳再生治療の多面的解析

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05479
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 欠畑 誠治 山形大学, 医学部, 教授 (90261619)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 吏 山形大学, 医学部, 准教授 (50344809) ; 古川 孝俊 山形大学, 医学部, 助教 (80466630) ; 窪田 俊憲 山形大学, 医学部, 助教 (80536954)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 内耳 / 再生 / 有毛細胞 / 幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究では多能性幹細胞であるMuse細胞を用い、障害された内耳の幹細胞移植による機能再生の可能性を検討している。蝸牛内に生着したMuse細胞がその特異的微小環境によって内耳細胞系譜へと分化していく内耳再生機構と、Muse細胞のtrophic factorにより内耳有毛細胞やシナプスが自己修復することによる内耳再生機構を、機能的・形態学的・免疫組織学的にモルモット内耳障害モデルとマウス内耳3次元器官培養を用いて多面的に解析している。Muse細胞はリポフェクションによりGFPを導入したヒトMSCから、FACSを用いてSSEA-3陽性細胞として単離した。
Muse細胞を作用させる障害モデルとして、本研究ではin vivoとin vitroでの環境の準備に取り掛かった。まずin vivoでは音響外傷によるモルモットの内耳障害モデルを採用することとした。これはMuse細胞の移植操作がマウスなどよりも比較的容易であり、障害モデル作製についての報告も散見されるためである。今年度も引き続きモルモットを用いた音響障害モデルの作製を行った。またin vitroではマウスより単離した蝸牛組織の器官培養系を用いることとし、障害のためゲンタマイシンを作用させることとした。これも障害モデルの作製についての報告が散見されるためである。
今年度も引き続き、in vivoでの条件としてモルモットを用いた音響障害モデルの作製を行っている。現在のところ障害を起こすことはできているが、障害の程度が強すぎる可能性があり。障害の程度の調整を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

in vivoでの障害モデルとして、4～8kHzのバンドノイズを130dBの大きさで3時間モルモットに暴露することにより、持続的な高度難聴を示す内耳障害モデルの作製した。この内耳障害モデルに、障害翌日にマイクロカテーテルを用いてMuse細胞の移植を行った。10,000細胞移植した群では、移植後6週から12週まで、4kHzと8kHzにおいて、コントロール群に比べて、有意に聴力の回復を認めた。また移植後12週の時点で外有毛細胞の消失率を検討したところ、8kHzの担当周波数領域において、対象群ではコントロールに比べ有意に外有毛細胞の消失率が低いことが判明した。現在はMuse細胞のコルチ器への遊走や生着について検討中である。

Strategy for Future Research Activity

現在、作製したin vivo条件での障害モデルへのMuse細胞の作用を検討している。また、in bitroの実験系として単離蝸牛組織を器官培養し、FACSにより単離したMuse細胞との共培養を検討している。