【研究領域課題番号】21KK0199 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

温度応答性高分子 / 機能性界面 / バイオ界面 / 細胞組織 / 幹細胞 / 再生医療 / 組織工学

【研究成果の概要】

本研究は、米国ユタ大学との国際共同研究により、再生医療に用いる幹細胞組織を作製するための機能性バイオ界面を開発することを目的としている。
令和三年度は、温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)を細胞培養皿表面に修飾して作製した機能性バイオ界面、および、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミドと細胞非接着領域として親水性のポリアクリルアミドをラインパターン状に修飾して作製した機能性バイオ界面を作製した。
作製した機能性バイオ界面を用いて、臍帯由来間葉系幹細胞、骨髄由来間葉系幹細胞、脂肪由来間葉系幹細胞の細胞組織の検討を行った。ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)のみを修飾した機能性バイオ界面では、タンパク質コーティングの量や、細胞播種密度を調節することで、間葉系幹細胞組織を作製することができた。
また、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)とポリアクリルアミドをライン状にパターニングして作製した機能性バイオ界面では、幹細胞が配向して組織化されることが確認できた。また、三種類の間葉系幹細胞の比較では、骨髄由来間葉系幹細胞は配向しやすく、臍帯由来間葉系幹細胞、脂肪由来間葉系幹細胞は配向しにくい傾向が確認された。そこで、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)とポリアクリルアミドのラインパターンの間隔や、ポリアクリルアミドの修飾量を制御することで、臍帯由来間葉系幹細胞、脂肪由来間葉系幹細胞の配向性を確認することができた。

【研究種目】国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

【研究期間】2021-10-07 - 2025-03-31

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)

【研究領域課題番号】20K18434 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

毛髪再生 / 毛乳頭細胞 / 多血小板血漿 / 細胞培養 / 毛包新生 / 細胞移植 / 再生医療 / 幹細胞

【研究成果の概要】

前年度に引き続き、遺伝子発現解析（リアルタイムPCR）を行った。ヒト毛乳頭細胞を多血小板血漿（PRP）またはウシ胎児血清（FBS）を含有する培地で培養した後、total RNAを抽出・精製し、毛包誘導能関連遺伝子のmRNA発現量を比較解析したところ、PRPの賦活効果によりALPの遺伝子発現が増強することを確認した。次にin vivoでの毛包再構築実験（細胞移植実験）を行った。新生児C57BL/6Jマウスから分離して回収した新鮮表皮ケラチノサイトを、事前に準備した培養ヒト毛乳頭細胞（DPC）と混合し、BALB/C nu/nuマウスの背部にシリコンチャンバー法を用いて移植した。肉眼的な発毛は見られなかったものの、組織学的評価により未熟な再生毛包が観察された。PRPで賦活されたDPCを移植した方が、コントロール群と比較して再生毛包数が有意に多く、また再生毛包の成熟度も高かった。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】18K16979 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

毛髪再生 / 毛乳頭細胞 / 毛根鞘細胞 / 再生医療 / 細胞移植 / 低酸素培養 / 毛包新生 / 幹細胞 / 毛包再生 / 組織幹細胞

【研究成果の概要】

ヒトまたはマウス由来の毛乳頭細胞と真皮毛根鞘細胞を混合し、それぞれ３種類（細胞懸濁液・細胞シート・細胞凝集塊）の移植形態（コンストラクト）を作製した。各コンストラクトの特性を遺伝子発現解析や動物実験などにより比較したところ、移植細胞のコンストラクトを細胞シートや細胞凝集塊に調製することで毛包誘導能が増強することを確認できた。

【研究の社会的意義】

細胞を利用した毛髪再生治療の確立のためには、細胞の移植法の最適化が必須である。本研究において、従来の方法である細胞懸濁液よりも毛包誘導能の観点から細胞シートや細胞凝集塊に加工した後に移植する方法が有効であることが示唆された。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】18K09501 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノシート / 細胞治療 / 幹細胞移植 / 幹細胞 / 蛍光色素 / 脂肪由来幹細胞 / 再生医療 / 蛍光タンパク

【研究成果の概要】

ナノシートは、物理的作用によりあらゆる物質表面に密着できる。ナノシートを幹細胞移植に応用し、ASCを用いることで、細胞培養期間を短縮し、加工工程を省き、低コストに治療効率を大きく改善する新しい幹細胞移植技術を創出できる。
移植ASCおよびASCスフェロイドをナノシートで保持することで創傷治癒促進効果を得られた。創傷治癒機序解明への新アプローチを発見することができた。

【研究の社会的意義】

難治性皮膚潰瘍は治療抵抗性であり、皮弁術など高度な手術手技を要することも多い。 治療期間も長期化し、人的、経済的 負担は大きい。ナノシートによる細胞治療は創傷治癒を促進し、成長因子発現亢進が認められた。このASCの paracrine効果について、移植細胞を有効に利用し、創傷治癒効果促進を得られていることがわかった。
ナノシートを幹細胞移植に応用し、脂肪由来幹細胞（ASC）を用いることで、細胞培養期間を短縮し、加工工程を省き、低コストに治療効率を大きく改善する新しい幹細胞移植技術を創出できる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究領域課題番号】18K08600 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腸管運動不全 / 人工腸管 / 歯髄細胞 / 神経堤細胞 / 発光イメージング / 腸管不全 / 脱細胞技術 / 幹細胞 / 再生医療 / 人工臓器 / 小腸移植

【研究成果の概要】

短腸症候群や腸管運動不全に対する新規治療として、脱細胞化技術を用いて作製した腸管scaffoldにヒト歯髄細胞を用いて再細胞化を施し、機能的な人工小腸グラフトを構築することを目標とした。脱細胞技術によりラット小腸Scaffoldを作製でき、移植するヒト歯髄細胞の性質も確認できた。しかし、経血管循環培養(2週間)による再細胞化では移植細胞の多くが循環培養経路途中の腸間膜部分に留まり、免疫組織化学では腸管scaffold内の移植細胞を証明できず、電子顕微鏡でごく僅かに確認できたのみであった。ヒト細胞であるため、4週間の循環培養の延長も試みたが生着率向上にはつながらなかった。

【研究の社会的意義】

短腸症候群や腸管不全症例に対する根本的治療は小腸・多臓器移植であるが、厳しい免疫抑制を要する治療とドナー不足の問題を抱えている。蠕動しない腸管はうっ滞性腸炎の温床になる危険性を高めるだけであり、これらの問題点を解決するためには自家細胞を用いた免疫抑制を必要としない、蠕動機能を備えた人工臓器の作成を脱細胞技術を用いて作製する必要があると考えた。脱細胞技術を用いる利点は移植時に吻合する血管や腸管内の微細な血管構造を備えており、移植医療に最適と考えたためであるが類洞のようなもともと細胞通過を許容するような構造を備えた肝臓とは異なり、腸管では血管経由以外の再細胞化の方法を検討する必要性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野

【研究領域課題番号】17K19368 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

毛細血管 / 体性幹細胞 / 骨格筋再生 / 血管ニッチ / 幹細胞 / ペリサイト / 骨格筋 / 再生医療

【研究成果の概要】

毛細血管の構造細胞であるPCの一部から幹細胞―毛細血管幹細胞を見出した。本研究では、末梢組織から調整した毛細血管幹細胞あるいは生体内の同細胞が、薬剤性筋傷害マウスや筋ジストロフィー症マウスにおいて失われる筋補充効果があることを明らかにした。これらの結果から、骨格筋量を維持あるいは再生は、従来から認識されていた衛星細胞以外に、微小血管周細胞の一部である毛細血管幹細胞が、担っていることを明らかにした。

【研究の社会的意義】

再生能が高い多核細胞である骨格筋線維は、非常に高い頻度で核の入れ替えをしていること、核補充に毛細血管の一部であるCapSCが担っていることを明らかにした。これらの知見は、同細胞を用いた筋ジストロフィー症の治療法への応用の他、高齢化社会を背景に筋肉量が減少し社会生活に支障をきたす（サルコペニア）病態改善にむけた研究戦略の方向性をつけることができた。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31

【配分額】5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)

【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】形成外科学

【研究領域課題番号】17H06642 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 毛髪再生 / 毛包新生 / 細胞移植 / 幹細胞 / 毛乳頭細胞 / 毛根鞘細胞 / 低酸素 / 再生医学 / 毛包再生 / 毛包幹細胞

【研究成果の概要】

脱毛症に対する先進医療として、細胞を用いた毛髪再生医療が注目されている。毛包由来の毛乳頭細胞を用いた基礎研究が多く行われる中、未だにヒト細胞から構成される毛包の新生は実現していない。近年、毛包を構成する真皮毛根鞘に比較的未分化な細胞が多く存在することが明らかになってきた。この真皮毛根鞘に存在する間葉系細胞である真皮毛根鞘細胞に着目し、臨床応用可能な毛髪再生治療を開発することが本研究の目的である。本年度は、まず臨床検体の採取と毛包由来の毛乳頭細胞および真皮毛根鞘細胞の初代培養を行った。患者からの提供検体に付属する毛包を採取し、毛乳頭と毛根鞘をそれぞれ単離した。大気酸素下または低酸素下で細胞培養を行ったところ、いずれの場合も細胞の増幅が可能であったが、特に真皮毛根鞘細胞は低酸素環境下で増殖活性が増大した。細胞移植による治療には細胞の増幅が不可欠であるが、毛乳頭細胞よりも増殖活性の低い真皮毛根鞘細胞の増幅を得るためには低酸素環境下での培養が有効であることを確認できた。次に増幅後の培養細胞を用いて遺伝子発現解析を行った。細胞内に発現している多分化能関連遺伝子のmRNA量をRT-PCRで解析したところ、真皮毛根鞘細胞ではSOX2の発現が毛乳頭細胞と比較して40倍以上高値を示した。真皮毛根鞘細胞は毛包再構築の主体となる毛乳頭細胞とは異なる特徴をもつこと、および毛包新生を実現するための移植細胞ツールとして高い潜在性を有することが確認できた。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2017-08-25 - 2019-03-31

【配分額】2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)

【研究分野】胎児・新生児医学

【研究領域課題番号】16K15536 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

羊水 / 幹細胞 / 創傷治癒 / 線維化 / 細胞シート / 再生医療 / 抗繊維化作用 / 新生児

【研究成果の概要】

妊娠24週以前の胎児は、全く瘢痕化なく創傷治癒する事はよく知られており動物種を超えて保存されている。このため、ヒト羊水幹細胞（human amniotic fluid stem cells: hAFS）は他の間葉系幹細胞よりも強力な抗線維化作用を有するのではないかと仮説を立てた。また、細胞シート作成の際、hAFSを効率よく目的の細胞に分化すると分化型細胞シートが作成可能なのではないかと考えた。
我々は、hAFSの多分化能の検証と細胞シート作成に成功した。そして、動物実験にて、その細胞シートは強力な抗線維化作用を持つことを明らかにした。しかし、分化型細胞シートは作成できなかった。

【研究の社会的意義】

細胞工学技術の進歩により細胞シートを作成することが可能になった。細胞シートは、成人疾患には臨床応用が開始されているが、 新生児疾患ではほとんど検討されてこなかった。新生児にヒト羊水幹細胞（human amniotic fluid stem cells: hAFS）を用いた細胞治療を行う際、「頻回の細胞注射で生着する幹細胞数を増やす」方法が考えられる。しかし、新生児には負担が強いため、非侵襲的に幹細胞生着率を上げるツールとしてhAFS細胞シートの開発を試みた。我々は、hAFS細胞シート作成に成功し、その細胞シートは強力な抗線維化作用を持つことを動物実験で明らかにした。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)

【研究分野】小児外科学

【研究領域課題番号】16H02682 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 再生医療 / 腸管蠕動不全 / 移植・再生医療 / 再生医学 / 細胞・組織 / 歯学 / 小児外科学 / 再生医療学 / 乳歯幹細胞学 / 細胞移植 / 組織工学 / 指定難病 / ヒルシュスプルング病 / ヒルシュスプルング病類縁疾患 / 乳歯幹細胞

【研究成果の概要】

上記疾患群の中で予後不良である腸管神経節細胞僅少症(HYPO)に、第一にfocusをした。HYPOは腸管神経節細胞は存在するがその数が極めて少ない特徴を有す。同じく腸管神経細胞の減少を認めるマウス(JF1)を用いて、健常児由来の乳歯幹細胞(SHED)を投与した。結果、体重増加を得、その有効性を証明した。次に、HYPO患者由来のSHED(HYPO-SHED)の解析を行った。SHEDは間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell, MSC)であるが、HYPO-SHEDは、MSCに矛盾しない表現型を有していること、ならびに増殖能や造腫瘍性に関する解析を行った。

【研究の社会的意義】

SHEDはiPS細胞と比較し遺伝子導入が不要、作成効率が概ね100%、高い自己再生能、HLAの発現が低く拒絶を受けない点で優れ、さらに低侵襲かつ容易に採取可能である。また、歯髄の状態で凍結保存が可能であるため乳歯幹細胞のバンクをつくることができる。本基盤研究にて、健常児由来SHEDにおけるhypoに対する治療メカニズム・治療効果を詳細に解明した上で、hypo-SHEDの細胞の特性の解析に移行し、自家細胞移植の可能性を模索し、バンク化も目指す乳歯保存の基盤づくりを行った。このように実臨床における治療を視野に自家他家移植いずれも実現することを目標とできた本研究は大きな学術的、社会的意義を有する。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)

【研究分野】産婦人科学

【研究領域課題番号】16H05474 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

子宮内膜 / 脱細胞化 / 再細胞化 / CRISPR/CAS9 / ゲノム編集 / 再生医療 / 生殖医療 / 光遺伝学 / 子宮再生 / iPS細胞 / 生殖医学 / 細胞治療 / ティッシュエンジニアリング / CRSPR/CAS9 / 幹細胞 / 遺伝子制御

【研究成果の概要】

齧歯類における脱細胞化子宮内膜組織（DES）を用いた内膜再生技術と光応答性CRISPR/CAS9（光CAS9）による遺伝子編集システムの開発を行った。内膜菲薄化・欠損モデルにおいて、DES移植により腺管構造を有する内膜の再構築が可能であった。その際、正しく再構築されるためには、用いるDESの構造極性が重要であった。一方、光CAS9の遺伝子編集を通じて、in vitroでの遺伝子の発現を抑制・増強できること、さらにin vivo子宮においてもその遺伝子編集により生殖能を任意に制御することが可能であった。両技術の融合による子宮内膜の再生を目指した新しい治療法・研究ツールの基盤知見・技術が得られた。

【研究の社会的意義】

DESと再細胞化技術による子宮内膜組織の再生は、アッシャーマン症候などの内膜菲薄化・欠損患者に対して有用な治療になり得る。一方、反復着床不全による不妊症や不育症の原因となる内膜の機能不全は、光CAS9という時空間的制御可能なゲノム編集システムを用いて遺伝的アプローチからその異常を是正することにより、改善・解決が可能である。本研究の成果は、新しい内膜機能・構造の再生・再建医療の開発につながる点で社会的意義が大きい。さらに、これらの技術を単独あるいは融合させることにより、子宮内膜の機能と構造を担う分子細胞生物学的メカニズムを明らかにする研究手法ツールになり得る点で、学術的意義も高い。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】15K10961 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノシート / 幹細胞移植 / 薬剤輸送 / 塩基性線維芽細胞成長因子 / 脂肪由来幹細胞 / 創傷治癒 / 線維芽細胞成長因子 / 幹細胞 / 再生医療

【研究成果の概要】

ナノシートに脂肪由来幹細胞（ASC)を接着し、創部に移植することで、創傷治癒促進効果を得ることができた。また、ASCの一部をを生着させることができた。これはナノシートが再生医療分野に応用可能であることを示唆している。
塩基性線維芽細胞成長因子（bFGF）をナノシートに担持させ徐放化させるこで、少量の薬剤で高い創傷治癒効果を得ることができた。
素材はきわめて薄いため、使用時の取り扱いや剤形の工夫など引き続き改善が必要ではあるが、接着効果、生分解性など特異な特性を有しており、また安価に製造することが可能な見込みであり、高い将来性を持っていることが確認できた。

【研究の社会的意義】

ナノシートは、生体内で分解される素材で作られたきわめて薄いシートである。使用時の取り扱いや剤形の工夫など引き続き改善が必要ではあるが、接着効果、生分解性など特異な特性を有しており、また安価に製造することが可能な見込みであり、本研究で高い将来性を持っていることが確認できた。
薬剤輸送や幹細胞移植といった用途に用いることができ、動物モデルで効果を確認することができた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】複合材料・表界面工学

【研究領域課題番号】26420714 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞分離 / 細胞接着 / 温度応答性 / 再生医療 / バイオマテリアル / インテリジェント界面 / 高分子ブラシ / 幹細胞

【研究成果の概要】

本研究課題では、再生医療への応用を目的とし、細胞治療に用いる細胞を温度変化のみで分離するインテリジェント型分離基材の設計を行なった。ガラス基板、微細加工基板、マイクロファイバーの表面に温度応答性高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAAm)を修飾し、37℃で細胞を接着させて20℃で細胞を脱着させる基板表面を作製した。この際、細胞種ごとの接着性の差を大きくする基材設計を行なう事で細胞の分離効率の向上を試みた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】眼科学

【研究領域課題番号】26893262 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

涙腺再生 / 分化誘導 / 合成mRNA / ドライアイ / 涙腺 / 転写因子 / 幹細胞 / 再生医療

【研究成果の概要】

涙腺は眼表面に涙液を分泌し、眼表面を保護する。現状の涙腺機能不全に対する治療は、人工涙液による対症療法であり、重症瘢痕性角結膜疾患において重度に障害された涙腺機能の再建のために、涙腺再生医療の実現が求められている。本研究では、幹細胞からの転写因子発現制御による涙腺上皮細胞の誘導を目指して、涙腺器官形成能を持つマウス涙腺原基上皮細胞の細胞特性を明らかとした。さらに、マウスにおいて成体涙腺や涙腺に類似した器官を用いて網羅的遺伝子解析を行うことにより、涙腺発生過程において涙腺原基上皮特異的に発現する遺伝子群を解析し、幹細胞からの涙腺上皮誘導に重要と考えられる転写因子群を同定した。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2014-08-29 - 2016-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】医療社会学

【研究領域課題番号】26253032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / iPS細胞 / 再生医療 / 生命倫理学 / 質問紙調査 / 生命倫理 / 調査 / 自由診療 / 再生医療等安全性確保法 / 研究倫理学 / 研究倫理

【研究成果の概要】

（1）再生医療等安全性確保法の課題抽出：国内で細胞治療を提供する自由診療クリニックのWebサイトを分析、74クリニック247治療を同定し、国際ガイドラインから逸脱した治療や、広告規制の点で不適切なHPが多数存在すること等が分かった。（2）iPS細胞技術の倫理的課題に関する意識調査：一般市民520名とiPS細胞研究者105名に質問紙調査を行い、6割の一般市民と8割の研究者がヒト－ブタキメラ動物の作製を許容すると答えたこと等が分かった。（3）幹細胞研究の倫理支援体制に関する調査：米国3大学で倫理審査に関わる事務職員と生命倫理学の研究者に聞き取りを行った限り、両者の業務棲み分けは比較的明確であった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円)

【研究分野】生体医工学・生体材料学

【研究領域課題番号】25242041 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医工学 / 再生医療 / 口腔器官 / 毛包 / ペプチド / 再生器官 / 幹細胞 / 皮膚

【研究成果の概要】

本研究課題では、次世代器官再生医療のための基盤技術の開発を目的とし、1)本研究グループの開発した器官原基法を用いることにより機能的な唾液腺・涙腺の再生が可能であることを明らかとし、再生器官原基移植による分泌腺再生医療の実現可能性を実証した。また、2) 器官再生に向けた細胞シーズの開発研究として、iPS細胞から毛包を有する皮膚器官系の再生が可能であることを実証した。さらに3) 器官再生医療の臨床応用に適用可能な機能性糖鎖ならびに自己組織化ペプチドを利用した新規機能性ゲル材料の基盤技術開発を達成した。以上の成果より、臨床応用化に向けた基盤技術と、幅広い器官再生医療の応用可能性を実証した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】47,190千円 (直接経費: 36,300千円、間接経費: 10,890千円)

【研究分野】歯科医用工学・再生歯学

【研究領域課題番号】25670837 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

凍結保存法 / 凍結生物学 / 細胞 / 再生医療 / 解凍 / 凍結保存 / 培養細胞 / 変動磁場 / 幹細胞 / 組織

【研究成果の概要】

再生医療の普及には細胞を遠方まで輸送する技術が重要である。しかしながら、細胞は輸送によりダメージを受けるため、現在の技術では高い生存率を保ったままでの長時間輸送は困難である。その解決のためには、凍結による輸送が効果的である。また、再生医療で用いられる細胞は患者本人、あるいはドナー由来の細胞であり、必要時に採取することは負担が大きい。あらかじめ採取して凍結保存することで、安定した細胞の供給が可能となる。本研究では、変動磁場を用いて、食品で使用されている技術を応用した新たな細胞保管技術を開発した。また、幹細胞の保管方法として、組織を直接凍結し、解凍後に幹細胞を採取する方法の有用性を示した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】歯科医用工学・再生歯学

【研究領域課題番号】25670834 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨欠損 / 再生医療 / 破骨細胞 / 異物巨細胞 / 肉芽腫 / 酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ / カテプシンK / 骨代謝 / 骨形成 / 骨芽細胞 / 幹細胞 / 骨代替材料

【研究成果の概要】

本研究課題は、骨欠損部位にセラミック顆粒と骨芽細胞に分化する骨髄間葉系幹細胞及び破骨細胞を移植することで、骨再生を促進することを目指して行われた。骨髄間葉系細胞移植は骨形成と破骨細胞誘導を同時にもたらし、移植物の骨組織への置換に単独で寄与することを示した。また、水熱法で作製された柱状粒子ハイドロキシアパタイトを移植すると、骨髄間葉系細胞を移植しなくても破骨細胞に近い形質の多核巨細胞が形成され、さらに、移植条件により破骨細胞に近い形質のものから異物巨細胞に近い形質のものまで異なる巨細胞が形成されることを示し、破骨細胞と異物巨細胞の分化機構に関する重要な細胞生物学的知見を得ることができた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】解剖学一般(含組織学・発生学)

【研究領域課題番号】25670100 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 細胞分化 / 組織形成 / 乳腺 / 脱分化 / 再生医療 / 乳腺幹細胞

【研究成果の概要】

分化した乳腺上皮細胞(MEC)を乳腺幹細胞へ脱分化することが報告されているSLUG/SOX9を一過的に過剰発現させるベクター系を構築し、発現させたMECから乳腺の再構築が確認されたが、効率が著しく悪かった。そこで、ドナーマウスをrtTA発現マウスに変更、乳腺幹細胞維持培養法の検討、高効率化遺伝子スクリーニング、を実施した。研究期間内に乳腺幹細胞維持培養法の確立に成功した。また、幹細胞性を評価可能なレポーターマウスを作製し、これらの技術を統合することにより簡便に効率よくスクリーニング可能となった。しかしながらまだ効率を著しく向上させるダイレクトリプログラミング制御因子の同定には至っていない。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】小児外科学

【研究領域課題番号】24592700 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腸管神経 / 発生 / 分化 / 幹細胞 / 再生医療 / 神経堤細胞 / ヒルシュスプルング病 / ヒルシュスプルング病類縁疾患 / hypoganglionosis / 腸管グリア / 神経堤幹細胞 / 網羅的遺伝子解析 / 次世代シーケンサー

【研究成果の概要】

腸管神経の先天的異常により外科的手術を含めた治療が必要な疾患に対して、幹細胞移植治療により腸管神経の再生が可能になることを最終的な目標として研究を行ってきた。再生治療を計画する上で病気の原因を知ることが必要との考えの下、hypogagnlionosisの検体を用いて網羅的遺伝子解析を行い、2つの病因に関連しうる候補遺伝子を同定した。また腸管における神経とグリアの比率を定量的に解析し、hypoganglionosisにおいては神経よりもグリアがより減少していることを示した。病態解明の観点から重要な所見であり、将来的には神経のみならずグリアについても再生を促す必要があると考えている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】24592719 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞凝集塊 / 非接着培養 / 間葉系細胞 / 線維芽細胞 / 毛包誘導 / 幹細胞 / 免疫組織学的検討 / 遺伝子学的検討 / 再生医療 / 未分化 / 三次元培養 / 未分化性

【研究成果の概要】

C57BL/6Jマウス新生仔の皮膚より間葉系細胞を採取・培養したのち、非接着性培養皿で無血清培地を用いて細胞凝集塊を形成した。凝集塊は比較的長期に生存可能であり、その間いわゆる冬眠状態である可能性が示唆された。また細胞凝集塊の性質について遺伝子学的、免疫組織学的検討を行ったところ、凝集塊形成により毛包誘導や毛周期に関わりの深いWnt関連因子や、細胞の未分化性を示すSox-2、Oct-4、CD133、cxcr4などの遺伝子発現が相対的上昇することが判明したが、これら因子の分布は必ずしも凝集塊内で均一でなく、一部の細胞の性質が変化した結果なのか、もしくは細胞の選択が行われたのかは今後要検討である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】24593050 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨再建 / 幹細胞 / 骨膜 / 顎骨 / 再生医療

【研究成果の概要】

従来、組織幹細胞が豊富に存在すると推測されている骨膜において、骨膜幹細胞を同定し、さらに幹細胞特性を維持しながら単離、増殖培養を実現し、骨膜幹細胞を用いた現実的な骨再生医療を確立することを目的として研究を実施した。ヒト同一細胞集団において、分裂速度が異なる細胞集団が混在しており、分裂速度が速い細胞集団は、アグリゲート・コロニーを形成することが確認され、分裂速度が遅い集団と比較して有意に軟骨基質産生量が高く、多分化能を有していた。これらの細胞を用いて、ビーグル下顎骨欠損モデルに移植し、骨再生を確認した。以上の結果より、骨膜幹細胞の単離、培養方法の最適化を行い、骨膜幹細胞の特性を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】整形外科学

【研究領域課題番号】23659704 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨 / 軟骨代謝学 / 軟骨細胞 / インジケーター / iPS細胞 / 幹細胞 / 再生医療

【研究成果の概要】

Col2a1,Prx1などのプロモーターを用いた蛍光レポーターiPS細胞を樹立し、レチノイン酸やBMPなどを用いた分化誘導法にて蛍光発色し、かつ軟骨マーカーを高発現することを確認した。この細胞を用いて様々な誘導因子の検討を行い、BMPのほか、インスリン、TGF-beta、Notchシグナル阻害剤、Wntシグナル阻害剤でも強力に蛍光発色することを見出した。現在はそれらの最適な組み合わせについて検討している。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】23659836 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

組織培養 / 移植学 / 再生医療 / 毛包 / 幹細胞 / 培養 / 凝集

【研究成果の概要】

われわれはマウス成獣由来の培養線維芽細胞を非接着性培養皿で培養を行い細胞凝集塊を形成することで、マウス成獣皮膚由来の線維芽細胞を用いて毛包の再生を可能とした。本研究はマウス成獣由来培養線維芽細胞を非接着性培養皿を用いることで、細胞どうしを強制的に凝集させて培養することで、遺伝子操作を行うことなく、線維芽細胞を未分化な状態の幹細胞にし、またどの程度の未分化な状態の幹細胞にまで変化させることができるかどうかを検討した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】23689059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 臓器再生 / 再生医療 / 組織工学 / 肝移植 / 大動物 / 細胞外マトリックス

【研究成果の概要】

脱細胞化臓器骨格は、再生細胞の足場として有用であるだけでなく臓器特有の三次元構造から外科的に移植可能なマクロ構造へ連続する血管網、細胞外マトリックス構造を有している。我々はiPS細胞技術の臨床応用に向けて、ブタの肝臓を用いて脱細胞化骨格の移植手技の定型化に努めてきた。移植後の長期的機能維持を目指し、還流血液の凝固の問題をクリアするため、内皮細胞や抗凝固粒子による門脈系の被覆、門脈カテーテルを用いた抗血栓薬の持続投与によって大幅な改善を得た。今後は、膵臓・小腸を含めた本技術の幅広い応用の可能性を含め、脱細胞化臓器骨格を基盤としiPS細胞を用いた再生医療を実現すべく更に本研究を推進していきたい。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)

【研究分野】応用分子細胞生物学

【研究領域課題番号】19208030 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞工学 / 神経幹細胞 / 海馬ニューロン新生 / 認知症予防 / 老齢動物 / アセチルコリン / 運動 / 抗炎症作用 / MRI / 霊長類 / 認知症 / 再生医療 / 幹細胞 / 海馬 / ニューロン新生 / アルツハイマー病マウス / アルツハイマー病 / 認知機能の低下 / 文脈条件付け学習

【研究成果の概要】

成体海馬における新生ニューロンの数は、特定の生活習慣(運動や学習)や病態時(脳梗塞や癲癇)に増加することが知られていた。そして、この仕組みを通じて、海馬回路のはたらきを維持することにより、認知症の発症を食い止めることが期待されている。そこで、これまでに、脳血管性認知症の動物モデル(サル、ラット、マウス)を用いて、どのような仕組みにより、新生ニューロンの数が増加するかについて、検討を進めてきた。また、アルツハイマー病型認知症の動物モデルにおいても、ニューロン新生がどれほど変動しているかに関して調査された数編の発表論文はあるものの、いまだに統一見解は得られていない。そこで、本研究では、認知症の病態解明とその予防を目指して、成体海馬のニューロン新生に関する研究を行った。実験には、げっ歯類の脳血管性認知症ならびにアルツハイマー病型認知症モデルを使用した。まずは、脳血管性認知症のラットモデルにおいて、空間記憶機能が低下することを認めた。そして、この際、同時にニューロン新生が活性化していることも突き止めた。また、アルツハイマー病モデルとして使用したプレセニリン・アミロイド蛋白ダブル変異マウスにおいては、生後18ヶ月令において、老人斑が蓄積していることを確認し、この時期には、空間記憶機能が低下することを認めた。このモデルマウスにおける海馬ニューロン新生の動態についても解析を行ったが、コントロールマウスである野生型と比較しても、統計学的に有意差を持って変化していることは見出されなかった。しかしながら、認知症治療薬の一つであるドネペジルによって、海馬ニューロン新生を活性化できることが新たに見出された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】18592166 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨・軟骨 / 再生医学 / 幹細胞 / 骨軟骨 / 再生医療 / Nanog遺伝子 / 分化

【研究成果の概要】

組織再生医学を口腔外科臨床に応用するため、胎性幹細胞(ES細胞)の分化多能性維持に必須の因子であるNanog遺伝子を間葉系細胞に導入し、自己複製を促進させ、分化形質を向上させることを試みた。本研究の目的は、間葉系幹細胞の分化性能を向上させるため、Nanog遺伝子を、間葉系細胞へ導入し、効率的な骨・軟骨形成を図ることである。まず、株化培養細胞へのNanog遺伝子導入と機能解析を行った。マウス株化細胞C3H10T1/2、MC3T3-E1、ATDC5におけるNanog遺伝喚およびタンパクの発現レベルの変化をPCRならびにWestern blottingで解析したところ、これらの綱胞においては、遺伝子レベルあるいはタンパクレベルでのNanogの発現はほとんど検出できなかった。ついで、上記細胞にvirus vectorを用いてNanog cDNAを一過性にあるいは恒常的に遺伝子導入した際の細胞分化に与える効果を検討したところ、Nanogは骨分化を制御する機能を有することを示唆する結果が得られた。さらに、Nanog RNAiを用いた発現抑制実験として、同細胞にNanog RNAi virus vectorを導入し、細胞分化、増殖に与える効果を確認するとともに、クローン化細胞の作製を行い、Nanog抑制効果を検討した。さらに、Nanog恒常発現による骨分化能促進メカニズムを解析した。まず代表的な骨分化シグナルであるBMPシグナルの下流分子であるSmad1,5,8のリン酸化をウエスタンブロットで比較検討したところ、Nanog導入群ではSmad1,5,8のリン酸化が長時間継続していた。ついで、ES細胞の自己複製に重要なSTAT3のリン酸化を同様にウエスタンブロットで比較検討すると、Nanog導入群ではSTAT3のリン酸化が弱い傾向が認められた。以上により、NanogがES細胞だけではなく、骨・軟骨分化制御機構においても重要な機能を有する可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,020千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 420千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】17390225 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 再生医療 / 循環器 / )循環器

【研究成果の概要】

1 in vivoにおけるオキシトシンの効果の検討:我々はオキシトシンが心臓Sca-1陽性細胞を心筋細胞に分化させることを報告したが、マウス心筋梗塞モデルでは、オキシトシンの腹腔内投与は、梗塞範囲、生存率に影響を及ぼさなかった。
2 心臓Sca-1陽性細胞株の確立:成体マウスの心臓からSca-1陽性細胞を分取して限界希釈培養を行い、クローナルに増殖する細胞株を得た。本細胞株はSca-1、CD29、CD44をほぼ100%発現し、CD34が〜30%陽性、CD45およびc-kitは陰性であった。また、心筋転写因子であるNkx2.5とGATA4遺伝子が発現していたが、心筋収縮蛋白遺伝子の発現は認められなかった。Sca-1陽性細胞株はin vitroではconfluentな状態で心筋収縮蛋白とANPの発現が認められたが、自律拍動はしなかった。In vivoにおいて、心筋梗塞モデルマウスに移植された心臓Sca-1陽性細胞の一部に心筋収縮蛋白の発現が認められた。
3 心臓SP細胞の単離と心筋分化誘導:新生仔ラット心臓からSP細胞を分取した。心臓SP細胞の細胞表面マーカーはCD45陰性、CD31低値、CD29高値であり、SP細胞の特徴であるBcrp1遺伝子の発現を認めたが、心筋転写因子遺伝子の発現は認めなかった。SP細胞はオキシトシンまたはトリコスタチンAを72時間作用させることにより、自律拍動する細胞に分化し、心筋収縮蛋白、転写因子のmRNA、蛋白を発現した。
4 in vivo健常心および傷害心における心臓SP細胞の動態、心筋および他臓器への分化の検討:新生仔ラット心臓SP細胞を、健常ラットおよび心臓に凍結傷害を作成したラットの尾静脈よりそれぞれ移植した。その結果、移植された心臓SP細胞は健常心筋に比較して、傷害心筋により多くホーミングした。また、ホーミングした心臓SP細胞は凍結傷害部と健常部の境界に選択的に遊走し、移植4週間後には心筋細胞、血管製滑筋細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞に生着・分化した。
本研究では、2種類の心臓幹細胞集団について検討し、細胞株化に成功し、心筋分化誘導因子、in vivoでの分化遊走能力を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,300千円 (直接経費: 15,300千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】17390284 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 再生医療 / 血管新生 / 単球 / 脳梗塞 / 多能性細胞 / 血小板 / 皮弁

【研究成果の概要】

本研究では,申請者が発見したCD14^+CD45^+CD34^+I型コラーゲン^+のフェノタイプを持つ末梢血単球由来の多能性細胞(monocyte-derived Muultipotent Cell ; MOMC)を臓器再生のための細胞移植療法に用いるために必要な基礎研究を行った。
1)疾患モデルを用いたMOMC細胞移植による組織再生療法の確立
ラットの脳虚血,皮弁モデルを用いて同系MOMC移植による効果を検討した。ラット左中大脳動脈基部を1時間閉塞させた脳梗塞モデルでは,発症1週間後に経頭蓋的にMOMCを移植すると,対照のマクロファージまたは培養液のみを移植した群に比べてその後の神経学的機能評価で有意な改善を示した。一方,基部以外の血行を遮断した皮弁を作成した皮弁モデルでは,同系MOMC移植により,マクロファージ,線維芽細胞,培養液のみの移植に比べて生着面積が広かった。組織学的検討では,いずれのモデルでもMOMC移植群でのみ顕著な血管新生がみられた。GFP遺伝子導入同系ラット由来MOMCの移植実験により、移植したMOMCが血管腔に取り込まれ、血管内皮へと分化することを証明した。
2)細胞植に用いるヒトMOMCの至適培条件の確立
末梢血単球からMOMCへの分化にはα5β1インテグリンを介したフィプロネクチンとの結合と血小板由来の液性因子の両者が必須であることを明らかとした。候補分子解析から活性化に伴って血小板から放出されるSDF-1をMOMC分化誘導因子として同定したが、同時にTGF-βやPDGFなど分化抑制因子も存在することを明らかにした。従来の末梢血単球に血清+血小板を加える培養条件の代わりに、自己血漿にSDF-1のみを添加した培地で末梢血単球を培養することでMOMC分化誘導の最適化が可能であった。この培養系を用いることで大量の自己MOMCの調整が可能で、それらin vitroで増幅したMOMCを用いた再生医療の実現が可能となった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,400千円 (直接経費: 15,400千円)

【研究分野】リハビリテーション科学・福祉工学

【研究領域課題番号】17650167 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 有尾両生類 / 遺伝子 / 再生芽 / 幹細胞

【研究成果の概要】

申請者らは、足切断患者の足を再生させること、すなわち足部切断面の幹細胞を活性化して骨、軟骨、靭帯、筋、腱、神経をそれぞれ誘導し、各組織を再構築することにより機能する足を再建する方法の確立を究極の目的としている。本申請における研究では、そのための基礎的検討として、切断肢の再生能力を持つ両生類に着目し、切断肢断端における組織再生過程におけるたんばく質発現様式を詳細に解析することを目的とした。
平成19年度は、平成17、18年度に確立された実験システム、麻酔を用いての切断方法、その組織片の採取方法およびその変化を記録するプロトコールをもとに、切断実験を行った。イモリの四肢に冷却麻酔を施し、後に、後肢の切断術を施行した。術直後、24時間後、4日後にイモリに対して過量麻酔薬吸入で安楽死をさせた。こののち、切断端に形成された再生肢を採取した。得られた再生肢から、その切断端から2mmごとに組織を抽出してその細胞に対してin situハイブリダイゼーションを行い、トランスフェリン、TGFβ1、FGF(Fibroblast growth factor)がどの程度発現が行われているのかを検討した。その結果、トランスフェリンは、術直後に1.14mg/Lであったものが24時間後、4日後には0.06mg/L以下であった。TGFβ1は、いずれも0.50ng/mL以下であった。これに対して、FGFは、切断直後に10pg/mL以下であったものが、24時間後に15pg/mL、4日後に16pg/mLと増量してきていた。このことから、有尾両生類の切断肢組織再生過程の初期において、FGFが重要な働きをしていることが示唆された。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】胸部外科学

【研究領域課題番号】16659365 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

臍帯血 / 再生医療 / 心筋梗塞 / 幹細胞 / 細胞治療

【研究成果の概要】

研究の背景:臍帯血には多くの未熟・幼若細胞が含まれることが知られている。我々は、ヒト臍帯血のCD34陽性細胞を心筋梗塞モデルのラットの心臓に筋注することで心機能改善効果が得られるかどうかを検討した。
方法:一人由来の臍帯血からCD34陽性細胞を分離。実験にはウイスターラットを用い、免疫抑制としてFK506の腹腔内注射を行った。冠動脈左前下行枝を結紮して心筋梗塞を作成。30分後に2x10^5個のCD34陽性細胞を含む細胞浮遊液を虚血領域へ注入。心エコーは術前、および4週間後、コンダクタンスカテーテルによる心機能評価は4週間後のエコー施行後に行った。凍結切片をヒトCD34,CD45,PECAM-1に対する抗体を用いて免疫染色し、臍帯血由来細胞の存在を確認。ラットCD31に対する抗体による免疫染色により、心筋虚血領域の毛細血管密度の測定を行った。
結果:左室駆出率は細胞注入群で有意に高く(31±2%vs24±2%,Pく0.05)心拡大も抑制されていた(7.3±0.3_mm vs8.5±0.4_mm,Pく0.05)。また、細胞注入群のEmaxは有意に高かった(778±36mmHg/ml vs610±20mmHg/ml,P<0.01)。組織学的検査では、虚血領域において有意に細胞注入群の方が毛細血管密度が高かった。また免疫染色では、臍帯血由来細胞が確認され、一部は血管組織にとりこまれていた。ただし、このうち血管に取り込まれていると考えられるものは約1%であった。
結語:我々は臍帯血由来のCD34陽性細胞移植によって心筋梗塞後の血管新生の増強と心機能の回復が認められることを示した。臍帯血由来CD34陽性細胞は血管内皮前駆細胞というよりはむしろ造血幹細胞として働き血管増殖因子等を放出することで血管増生に寄与すると示唆された。これらの結果から、臍帯血CD34陽性細胞による細胞治療は、心筋梗塞に対して有用である可能性があると考えられた。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】15390307 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 単球 / 分化能 / 分化転換 / 幹細胞 / 遺伝子チップ / 遣伝子チップ / 心筋 / 神経

【研究成果の概要】

本研究課題は,研究代表者が見出した単球由来多能性細胞(monocyte-derived multipotent cell ; MOMC)を組織修復・再生医療へと応用するための基礎研究である。そのため,(1)MOMCの網羅的遺伝子発現解析による多分化能を規定する遺伝子の同定,(2)MOMCの機能的な心筋,神経,血管内皮への分化能,(3)造血幹細胞増幅能,の3つの点について検討した。
単球系細胞の中で唯一多分化能を有するMOMCに選択的に発現する遺伝子の中に分化能にかかわる遺伝子が含まれる可能性を想定し,Genechipを用いた網羅的遺伝子発現解析手法を用いてMOMCに選択的に発現する6つの遺伝子(DLG3、Myo10,SEPT3,EFNA3,ATF-1,SAP30)を同定した。MOMCは特定の分化誘導培養条件により骨,軟骨,骨格筋,脂肪などの間葉系細胞へと分化することが知られていたが,ラット胎児由来の心筋および脳の一次培養細胞との共培養により,少なくともin vitroで心筋,神経の系統への分化傾向を示すことが明らかとなった。また,各種血管新生因子存在下でMOMCが血管内皮様の形態を示す細胞へと分化し,それらは遺伝子・蛋白発現,機能(ヒスタミン刺激でのvon Willebrand因子放出,低酸素暴露によるVEGFR1遺伝子発現の上昇,Matrigel中での管腔構造形成)のいずについても成熟血管内皮細胞と区別できなかった。さらに,免疫不全マウス腫瘍血管新生モデル,ラット脳虚血モデルへのMOMC移植により,in vivoでの血管内皮への分化を確認した。一方,MOMCはin vitroでヒト造血幹細胞の増幅を支持したが,未分化性を維持する活性は低く,むしろ分化段階のすすんだ血球前駆細胞を増やした。
以上より,MOMCは幹細胞移植による組織修復・再生療法に適した多能性細胞であることが確認された。今後,難治性疾患に対する自己MOMC移植療法の早期実現が望まれる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】14,900千円 (直接経費: 14,900千円)

【研究分野】宗教学

【研究領域課題番号】14310014 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳死 / 臓器移植 / クローン技術 / ヒト胚性幹細胞 / エンハンスメント / 宗教文化 / スピリチュアリティ / <いのち>の尊厳 / 死 / ターミナルケア / スピリチュアルケア / インハーンスメント / 遺伝子治療 / 新生児集中治療 / 生命倫理の日米比較 / ヒトES細胞 / 生命倫理 / 再生医療 / 幹細胞 / 国際宗教学宗教史学会 / 死生観 / スリランカ / インド / いのち / 人胚研究 / クローン / 人工生殖 / 生命科学

【研究成果の概要】

平成14年度〜平成17年度に科学研究費補助金基盤研究B(1)の助成を受けて実施した「脳死・臓器移植に関する比較宗教学的研究」の成果について報告する。本研究に関わった研究者チームの通称である「<いのち>の研究会」では、当初、脳死・臓器移植に焦点を当てて研究を推進し、香港、シンガポール、フィリピン、インド、スリランカ、アメリカなどにおいて、積極的なフィールドワークを展開した。それら異なった宗教文化をもつ国々における海外調査によって学び得た知識と体験は、じつに貴重なものであった。
しかし世界の生命倫理研究の趨勢から、脳死・臓器移植に加えて、クローン技術、人胚性幹細胞の再生利用、人工生殖、安楽死と尊厳死、人間改造など、広く生命倫理全般に関わる問題を扱うことが有意義であるとの見解に達し、各メンバーがその方針に沿って、それぞれの研究を推進した。
「<いのち>の研究会」の強みは、宗教学、医療、法医学、哲学、人類学など異なった分野を専門とする学者が学際的な見地から活発に意見交換することによって、偏りのない生命倫理を模索したことである。それぞれが学会や講演などにおいて意欲的に成果発表をしたことは言うまでもないが、第一線で活躍する海外の学者や日本国内の臨床医も、積極的に研究会に招くことによって、非常に含蓄のある議論が実現できた。
とくに2003年10月29日に東京の学士会館で開催した<いのち>のワークショップ『生命科学とスピリチュアリティー:生命倫理への新たなアプローチ』は、内外メディアの注目を集め、三百人以上の聴衆が参加することになった。このワークショップのために招いたアメリカのブッシュ大統領生命倫理諮問委員会メンバーのウィリアム・ハールバット・スタンフォード大学教授と公私両面において意見交換の場をもつことができたことは、特筆に値する。
科研費助成による本研究は、一応終止符を打つことになったが、「<いのち>の研究会」全員が、さらなる研究発展のために共同することを約している。それは、われわれが欧米先進国から導入された生命倫理を鵜呑みにするのではなく、アジア文化の中で育まれた固有の生命観に考慮を加えながら、商業主義に冒されず、しかも普遍性をもつ新しい生命倫理を樹立し、それを社会に向けて発信していくことを念願としているからである

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2005

【配分額】12,900千円 (直接経費: 12,900千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】14657241 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

造血幹細胞 / 可塑性 / ヒトES細胞 / 血球細胞 / Tie2 / GFP / 再生医療 / 幹細胞 / 再生医学 / Notch / paraaortic-splanchnopleura(P-SP)領域 / 血管内皮細胞

【研究成果の概要】

GFPトランスジェニックマウス造血幹細胞分画を移植して、脳内からGFP陽性細胞を採取し、神経特異的マーカーであるNeuNやTrk-Rの発現を解析した。この実験では、脳内においてGFP陽性細胞を同定することができ、これらの細胞におけるNeuNおよびTrk-Rの発現を確認した。しかしながら、その発現時期を明確にすることはできなかったため、これらの分子の発現を誘導する転写因子の道程には至らず、したがって遺伝子発現プロファイルを解析し、幹細胞可塑性の分子メカニズムを解明するという当初の目標に到達することはできなかった。
しかし一方申請者らは、科学技術・学術審議会「特定胚及びヒトES細胞研究専門委員会」において、ヒトES細胞の研究計画について審議を受け、平成14年12月に文部科学大臣からの計画承認を受けた。その後、ヒトES細胞の培養に着手し、造血細胞をよりよく分化誘導する条件を検索している。現在までのところ、無血清条件で未分化状態を保ちながらヒトES細胞を維持できているが、血球細胞への分化については血清添加条件でのみ成功している。これと同時に、マウスES細胞を用いて、ES細胞から造血幹細胞への分化を決定する分子を、発現クローニング法により同定を試みている。すなわち、ES細胞にTie2プロモーターでドライブされるGFP発現ベクターを導入し、GFP陽性をESから造血幹細胞への分化方向中胚葉マーカーとして用いる。マウスAGM由来cDNA発現ライブラリーをOP-9ストローマ細胞に導入し、ES由来GFP発現細胞の出現を指標として、cDNAを単離することを試みる。このようにして、別な角度から再生医療への道筋を見いだしたいと考えている。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】13877371 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 神経細胞 / アポトーシス / 歯状回 / 顆粒細胞 / 再生 / 再生医療 / 神経細胞分化 / 骨髄間質細胞 / 倫理 / 細胞周期 / cAMP / シナプス形成

【研究成果の概要】

本研究の開始直前に、数ヵ所の研究室から造血幹細胞の神経細胞への転換に成功したという報告が相次いでなされたが、どの報告においても率が低く、電気生理学的解析を含めた解析は不十分であった。そこで、我々は造血幹細胞からの薬剤(cAMP上昇を持つ薬剤)誘導型の転換を追試し、各種神経マーカーの発現を確認(追試)した上で電気生理学的解析を行った。しかしながら、細胞の状態が悪く、解析に耐えうる状態ではないうえ、形態的にアポトーシス様のものが散見されたため、方向性を転換し、保護的に作用する薬剤のスクリーニングを行った。まず、死の様式がアポトーシス性のものである可能性をカスパーゼ3の上昇で確認した。その上で細胞周期の制御がかかわっているという仮説のもとにcdc kinase阻害剤olomoucineに、カスパーゼ上昇抑制の効果を見いだした。現在、再現性の確認と実際の細胞死への保護作用を検討中である。
研究の一方で、発展が著しい分野であるため国内の関連研究室の協力発展が不可欠と考え、薬学会シンポジウムにおいて造血幹細胞・臍帯血中幹細胞を応用している主要な研究者(大串、室原、出澤、高橋、各氏)を招待し相互交流を深めた。
加えて、生体内での神経細胞の自然な再生のメカニズムを解明することが医療応用にもつながるという観点から、海馬の歯状回に存在する神経幹細胞が常に生まれ変わり、正常な投射を行い、機能的に活動する仕組みについても広く研究を行った。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】1,900千円 (直接経費: 1,900千円)