人工多能性幹(iPS)細胞の間葉系幹細胞を経由した骨芽細胞への分化誘導法の確立

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22659370
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 宮本 洋二 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (20200214)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 宏和 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (50282190) ; 玉谷 哲也 徳島大学, 病院, 講師 (30274236) ; 内田 大亮 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 助教 (20335798)
• Keywords: 再生医療 / iPS細胞 / 骨

Research Abstract

iPS(induced Pluripotent Stem)細胞を効率よく骨芽細胞へ分化させるプロトコールは未だ開発されていない。本研究では、iPS細胞を、一旦、間葉系幹細胞に分化させ、次いで間葉系幹細胞を純化・増殖させた後に、骨芽細胞に分化させることによって効率のよい骨芽細胞への分化誘導法の確立を目的としている。iPS細胞は、ヒトの皮膚の線維芽細胞にOct3/4,Sox2,Klf4の3遺伝子をレトロウイルスベクターによって導入したヒト人工多能性幹細胞株(RBRC-HPS0002)をRIKEN Cell Bankから入手し実験に使用した。iPS細胞は、マウス胎仔線維芽細胞にSV-40をトランスフェクトして不死化したMEF-1上でES細胞培養液(DMEM supplemented with 15%FBS,NEAA,L-glutamine,1%P/S,55mm b-mercaptoethanol and1,000 U/mL of LIF.)で培養維持した。iPS細胞の間葉系幹細胞への分化には、各種の骨髄ストロマ細胞(OP9、FS-1、HS-22など)をフィーダー細胞として利用する方法と細胞成長因子を利用する2つの方法を検討したが、細胞成長因子などの添加によってES細胞の間葉系幹細胞への分化の報告があるので、まず、この方法をiPS細胞に適用した。すなわち、TGF-βまたはレチノイン酸の存在環境下でiPS細胞の間葉系幹細胞への分化を評価した。TGF-β(20ng/ml)、レチノイン酸(0.5mM)添加によって、iPS細胞の増殖は影響を受けなかったが、間葉系幹細胞のマーカーとされているCD34、STRO-1の発現増加が観察された。現在、種々の濃度のTGF-βおよびレチノイン酸を添加することによって濃度依存性について検討中である。さらにiPS細胞の間葉系幹細胞への別の分化誘導方法として、骨髄幹細胞の分化・維持に骨の成分であるハイドロキシアパタイト(HAP)などのバイオセラミックスの分化促進作用が有効でことから、これらセラミックスによる分化誘導を考えている。そこで、現在、HAPやTCPなどのディスク状の試料を作製中である。