【研究領域課題番号】21H03080 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 羊水 / 間葉系幹細胞 / 脳性麻痺 / 早産 / 炎症

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究領域課題番号】19K22602 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

羊水幹細胞 / 間葉系幹細胞 / マクロファージ / 早産 / 胎児炎症反応症候群 / ヒト羊水幹細胞 / 炎症 / 幹細胞 / 羊水

【研究成果の概要】

間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cells; MSCs）の一種であるヒト羊水幹細胞（Human amniotic fluid stem cells; hAFSC）には、高い抗炎症作用があることが知られている。申請者らは、子宮頸管からの上行性感染により生じる早産を模倣した動物モデルを用い、その治療効果と機序の一部を明らかにした。
また、早産期前期破水患者から経膣的に流出した羊水からhAFSCを樹立することに成功した。

【研究の社会的意義】

これまで早産の予防法は存在しなかった。早産を引き起こす最大の原因は、膣からの上行性感染によって子宮内炎症が惹起され、増悪することである。間葉系幹細胞の一種であるヒト羊水幹細胞には、高い抗炎症作用があることが知られている。申請者らは、羊水幹細胞の持つ抗炎症作用を利用した早産予防策を検討した。
申請者らは、マウス早産モデルに羊水幹細胞を投与し、炎症反応の中心にあるマクロファージの作用を制御し、早産を予防することに成功した。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】胎児・新生児医学

【研究領域課題番号】17H04236 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ヒト羊水幹細胞 / 間葉系幹細胞 / 早産 / 敗血症 / 抗炎症作用 / 脳性麻痺 / 再生医療 / 幹細胞治療 / ニューロスフェア / 未熟児医学 / 幹細胞 / 羊水

【研究成果の概要】

本邦では年間5万件の早産分娩が存在し約4割が子宮感染に起因するが，早産とその合併症に対する新規治療法の開発は周産期領域の課題である．
我々は，リポポリサッカライドを生後3日目のラットに投与し早産新生仔敗血症モデル動物を作成し，このモデルを用いてヒト羊水幹細胞の治療効果を検討した．その結果，予想に反して，リポポリサッカライド投与後に羊水幹細胞を投与しても治療効果は認めず，事前投与を行った時のみ，生存率改善・炎症性サイトカインの減少・炎症性多臓器障害の軽減などの治療効果を認めた．そして，治療機序として，羊水幹細胞とマクロファージを含む腹腔内細胞凝集体が治療に寄与していることが推察された.

【研究の社会的意義】

早産合併症には現時点で有効な治療法がない．しかし，我々は本研究課題を通じて，胎児由来のヒト羊水幹細胞が早産合併症に治療効果を有する可能性を見出した．この治療効果はヒト羊水幹細胞の抗炎症作用に起因すると考えられ，生存率の改善という最大のエンドポイントを改善した点は今後の臨床応用に向けて重要な結果であると考える．
また，治療機序に関する検討も進んでおり，抗炎症作用や細胞凝集体の寄与などといった，これまで明らかになっていないヒト羊水幹細胞による炎症性疾患の治療機序の解明に繋がる可能性がある．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】歯科医用工学・再生歯学

【研究領域課題番号】17H04399 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

光操作 / 遺伝子改変マウス / 間葉系幹細胞 / 光操作技術 / 幹細胞

【研究成果の概要】

本研究では、抜歯窩での創傷治癒過程での「内在性」の生体内MSCの動態を可視化するために、テトラサイクリン誘導発現系システムとPA-Creシステムを合わせることで、in vivoでの青色光/細胞種特異的なDNA組み換え反応を可能とするTRE-PA-Creマウスノックインマウスを作製した。従来不可能であった「時間・空間（光照射時/部位）特異的」な精度を持つ生体内遺伝子操作が可能となった。

【研究の社会的意義】

従来不可能であった「時間・空間（光照射時/部位）特異的」な精度を持つ生体内遺伝子操作が可能となり、今後、様々な組織・細胞で生物医学研究の新規戦略手法として幅広く使用されることが期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】15H05044 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨再生 / 間葉系幹細胞 / 同種細胞移植 / 遺伝子 / 生体材料 / 骨芽細胞分化 / 再生医学 / 臍帯 / 幹細胞 / 骨分化 / リプログラム / 遺伝子活性化基質

【研究成果の概要】

本研究の目的は、in vivo Direct Conversionを誘導する遺伝子活性化基質によって、生体内で臍帯由来MSCを骨芽細胞へ直接分化させることで、簡便で確実な骨組織の再生法を開発することにある。 即ち、培養により大量に増殖させた臍帯MSCと、骨芽細胞分化を誘導する遺伝子群を組み込んだ基質を一体化して骨欠損部へ移植することで、顎骨の再生を図る。本研究期間中の成果としては、細胞骨格因子であるアクチンの脱重合に関わる遺伝子群とBMPシグナルの制御に関わるmiRNA群をGAMに応用し、それを臍帯MSCの担体とすることで骨再生を促す技術の可能性について一定の知見を得ることができた。

【研究の社会的意義】

本研究の独創的な点は、臍帯MSCの利点を最大限に活用するin vivo Direct Conversionの手法によって、骨芽細胞分化と血管網構築の両面から効果的に骨再生を成し遂げようとするところである。本研究の研究分担者らは、様々な希少・難治疾患に対する臍帯MSCの応用研究を実施しており、そのための系統的資源化を推し進めている。同種移植可能で、安定供給が可能である細胞による効果的な骨再生法を開発できれば、革新的な細胞治療法が実現する。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】24791392 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 乳房再建 / 細胞移植 / 組織工学 / 間葉系幹細胞 / 生体医工学

【研究成果の概要】

本研究ではヒト間葉系幹細胞を用い、細胞移植後の生着の土台として生体吸収性ハイドロジェルで補助した上で、細胞移植を行い、その対象としてマウスの乳房原基とされるMammary Fat Padという組織を部分切除し、実際の臨床で見られる乳房切除と近似したモデルを使用することで、乳がん術後の乳腺欠損部に対して、自家細胞移植を行い、その形状を復元することを目的としてその安全性に対する基礎的な実験を行うものである。本研究結果によって、移植された間葉系幹細胞が移植後に乳腺の欠損部を十分に補うことがわかり、また腫瘍化などの心配なく今後の自家細胞移植に安全に使用できる可能性が示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】歯科医用工学・再生歯学

【研究領域課題番号】21592501 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生歯学 / 間葉系幹細胞 / 歯周組織再生 / 足場材料 / 光硬化型ゼラチン / 細胞分化誘導 / 組織再生 / 足場 / 幹細胞 / 光硬化性ゼラチン / 動物実験

【研究成果の概要】

従来法(骨髄細胞付着培養分離法)に比べ約120, 000倍の効率でマウスMSCsを直接精製する方法を確立した。さらに特に、骨髄MSCsにおいてその一部が神経堤由来であることを突き止めた。また、これら純化したMSCsは近年報告されて再生医療への応用が期待されている人工多能性幹細胞(Induced pluripotent stem cells ; iPS cells)になりやすいということを明らかにした。光硬化性ゼラチンは低分子量化体に改良したことで硬化前は室温下においても適度な粘性を有し、操作性が向上したことにより様々な骨欠損状態に合わせた形態が容易に付与可能と考えられ、光硬化によって要求される機械的強度で形状は保持可能となった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】消化器外科学

【研究領域課題番号】19790955 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胃癌 / 間葉系幹細胞 / 造血幹細胞 / 癌幹細胞 / 幹細胞 / 骨髄 / 骨髄由来細胞

【研究成果の概要】

われわれは、胃癌発生における骨髄由来細胞の関与について、胃腫瘍を自然発生するトランスジェニックマウスを用いて検証を行った。本研究では、骨髄由来細胞である間葉系幹細胞(MSC;GFPマウス骨髄由来)及び造血幹細胞(HSC;RFPマウス骨髄由来)を用いた混合移植を行った。結果として、胃癌の発生において、骨髄由来細胞であるMSC及びHCSの明確な関与は示唆されなかった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,490千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 390千円)

【研究分野】眼科学

【研究領域課題番号】18591932 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

眼病理学 / ドライアイ / 移植片対宿主病 / 造血幹細胞移植 / 免疫学 / 線維芽細胞 / 線維化 / 間葉系幹細胞 / 幹細胞 / 慢性移植片対宿主病 / 涙腺 / マーカー / 骨髄

【研究成果の概要】

本研究では、マウスGVHDモデルを用いてドナー由来線維芽細胞の慢性GVHDの病態形成における役割を直接的に証明し、病態を解明することを目的とし本研究期間中に次の成果を得た。
マウスGVHDの涙腺、結膜、唾液腺、肺、皮膚、小腸、肝臓等慢性GVHDの病的線維化の経時的形成過程の作成に成功した。マウス線維芽細胞のマーカーとしてコラーゲン特異的分子シャペロンであるHSP47が適切であることを見いだした。これによりマウスドナー由来線維芽細胞の検出のためにHSP47とFISH法の組み合わせによりGVHDマウスの涙腺、結膜慢性GVHDにおける病的線維化部位においてドナー由来の線維芽細胞の検出に成功した。
さらに、GVHD線維化組織とコントロール組織から培養細胞にて涙腺および結膜の線維芽細胞株を樹立することに成功した。この培養線維芽細胞はGVHDとコントロールに形態および増殖能に差が認められており、GVHD涙腺結膜の線維芽細胞は増殖能が高く形態は小型でより扁平であった。今後この線維芽細胞株はGVHD線維化にかかわる線維芽細胞の病的な役割を検討し、治療効果の検討が解析可能となる点で重要である。
ドナー由来線維芽細胞の由来を検討するために間葉系幹細胞、造血幹細胞等の細胞源の同定のため、各種移植細胞源の除去移植を行った。造血幹細胞除去移植ではLineage陰性、Sca-1陽性、c-kit陽性細胞を選択的に除去移植し移植し線維化抑制は明瞭ではなかった。間葉系幹細胞除去移植では、全骨髄細胞から間葉系細胞に特異的マーカーを用いて選択的に除去して移植し各臓器の線維化抑制が認められた。線維化にかかわるドナー由来維芽細胞は間葉系幹細胞も候補のひとつとして考えられた。本研究は、慢性GVHDの研究および診断,線維化抑制のための新規治療開発に道を開く司能性がある点で意義があり、今後の臨床応用の可能性を秘めており造血幹細胞移植の成功率の上昇に貢献する可能性があり重要性があると考える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】4,010千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 510千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】13470151 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

心筋細胞 / 骨髄間葉系幹細胞 / 分化誘導 / 再生医学 / 幹細胞 / CD抗原 / 細胞移植 / 骨髄 / 表面抗原 / FACS / 多分化能 / 多能性幹細胞 / 心不全 / 発生分化 / 間葉系幹細胞 / 細胞増殖因子 / サイトカイン

【研究成果の概要】

【目的】骨髄血より心筋分化能を有する可能性のある細胞を単離し、増殖し、分化誘導を試みた。
【方法】(1)骨髄血よりauto MACSを用いて、CD45陰性、CD29陽性、CD34陰性、CD44陽性の細胞群を単離し、ファイブロネクチン塗布培養皿上に接着させた。(2)この細胞を培養し、細胞の増殖曲線を作成した。(3)この細胞の表面抗原をFACS解析した。(4)この細胞をインスリン存在下で培養し、脂肪細胞への分化を観察した。(5)この細胞を0.1mMデキサメサゾン、0.05mMアスコルビン酸-2リン酸、10mMβ-グリセロフォスフィト存在下で培養し、骨芽細胞への分化を観察した。(5)この細胞を既知の種々の増殖因子で刺激し、心筋分作を観察した。
【結果】(1)骨髄血より上記表面抗原の抗体を利用することにより、付着系の間葉系幹細胞が回収できた。この細胞は,in vitroである程度増殖させることが可能であった。(2)CD29陽性、CD45陰性、CD44陽性、CD34陰性、CD13陰性、CD49e陽性であった。(3)インスリン存在下ではこの細胞は脂肪細胞に分化した。(4)デキサメサゾン、アスコルビン酸-2リン酸、β-グリセロフォスフィト存在下ではこの細胞は骨芽細胞に分化した。フォンコッサ染色陽性の細胞が観察された。(5)この細胞はIGF-1,FGF, TGFb, LIF, EGF, PDGF,エンドセリンでは心筋分化の誘導活性は無かった。しかし、Wntにより心筋特異的転写因子の一部が誘導された。
【結論】骨髄血細胞中の間葉系幹細胞はある種の増殖因子により心筋分化が誘導されると考えられた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】16,400千円 (直接経費: 16,400千円)