【研究分野】形態・構造

【研究領域課題番号】15570052 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 細胞移植 / 副腎皮質 / ステロイドホルモン / 細胞分化 / 器官形成 / 多能性幹細胞 / 細胞移動

【研究成果の概要】

哺乳動物の副腎は中胚葉由来の皮質と外胚葉由来の髄質からなる。両者は発生の過程で合流し一つの臓器を形成する。副腎皮質には、同心円状に存在する3種類の細胞層(球状層、束状層、網状層)が存在し、それぞれ層特異的に鉱質、糖質コルチコイドおよび副腎性アンドロゲンを生成する。これら細胞層に対して、皮質全層を貫いて放射状に並ぶ細胞群は、系譜を同一とする細胞の集団であることが示されている。しかし、細胞層構築のない胎生期の状態から、成熟組織に認められる放射状のクローナルな細胞集団の形成過程は明らかでない。
本研究は、ラット胎生期から機能分化細胞層の形成過程における細胞の配列・配置の機構を明らかにすることを目的とした。我々は、既に副腎皮質に未分化細胞層(zU)を確認しているが、「多能性の幹細胞を含む層である」を確実に証明するに至っていない。しかし、このzUと共通の性質を保持する細胞株樹立の成功はこの細胞株に高発現するAZ-1(adrenocortical zonation factor-1)の同定に繋がった。AZ-1の発現は球状層に存在する鉱質コルチコイド産生酵素の発現とは相関的に、束状層に存在する糖質コルチコイド産生酵素の発現とは逆相関的関係にあり、AZ-1は副腎皮質の層別機能局在を規制する因子の一つと考えられた。
更にAZ-1は、in situ hybridizationの結果からzG/zUで生合成されるが、免疫組織化学的には、球状層では細胞塊の周りにアーク状に、また、zFRでは東状の細胞配列に平行して存在する洞様血管に沿って局在することが判明した。AZ-1分子は、分泌シグナル配列の他に広義のEGF様配列、および触媒残基が置換したprocathepsin B様配列を有する。よって、AZ-1は、細胞と細胞外マトリックスとをつなぐ因子である可能性、あるいは、細胞外の基質分解に関与し、細胞の接着・運動を制御する因子である可能性も予測された。事実、AZ-1タンパクは副腎において細胞外マトリックスであるラミニンやコラーゲン、フィブロネクチンの局在とほぼ一致した。更に、胎生期後半から成熟期に至る副腎におけるAZ-1タンパクの局在は、常にラミニンの局在と類似して観察された。ラット胎仔期から成熟過程の副腎における血管系形成は、そのごく近辺に細胞外マトリックスの発現とAZ-1の発現を伴っていた。副腎皮質の三層は共に中胚葉由来ではあるが、zU付近で誕生する副腎皮質の未分化細胞は、細胞それぞれの最終分化までにAZ-1などの助けを借りながら血管系に沿った細胞の移動があるものと考える。今後、これらの確固たる裏付けが必須となる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,700千円 (直接経費: 3,700千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】13877110 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

臍胎血 / 心筋細胞 / 分化誘導 / 血管内皮細胞 / 再生医学 / 多能性幹細胞 / 心不全 / 細胞移植 / 発生分化 / 幹細胞 / 臍帯血

【研究成果の概要】

【目的】臍帯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)臍帯血より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。【結果】(1)臍帯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)増殖曲線は一週間で3倍程度の増加速度であった。(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。【結論】臍帯血細胞中には間葉系の幹細胞が存在した。この細胞が心筋細胞に分化するかはさらなる研究が必要と考えられた。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)

【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)