【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】小児科学

【研究領域課題番号】25293238 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生・分化 / 発現制御 / 遺伝子 / 循環器・高血圧 / 再生医学 / 発生分化

【研究成果の概要】

マウスモデルを用いて、心臓流出路発生における分泌因子Sema3Cの発現が転写因子Foxc1/2に活性化され、二次心臓領域では転写因子Tbx1に直接的に、心臓神経堤細胞ではTbx1の下流分泌因子Fgf8を介して間接的に抑制されることを明らかにした。このダイナミックな発現制御により、心臓神経堤細胞の正常な遊走が誘導され、流出路中隔が形成される。また、IP3R2型の発現部位をLacZで標識するマウスにより中枢から末梢にかけての肺動脈発生の可視化に成功し、このマウスモデルを利用して心臓流出路異常に伴う肺血管発生異常の機序を明らかにし、肺動脈平滑筋に特異的な未知の発現制御配列と制御因子の候補を特定した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】解剖学一般(含組織学・発生学)

【研究領域課題番号】20590196 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞・組織 / 再生医学 / 脳・神経 / 発生・分化 / 神経科学 / 中枢神経系 / 幹細胞 / 遺伝子 / 細胞死

【研究成果の概要】

我々が既に単離同定している神経幹細胞に発現する新規遺伝子群のなかかのひとつSE90/radmis遺伝子について解析を進めた。in situ hybridization解析により、radmis mRNA発現は胎生期の脳室周囲層、および生後や成体脳の側脳室の脳室下層といった神経幹細胞が局在すると考えられる部位での発現が認められた。また特異的抗体による組織学的解析の結果、radmisタンパクは神経幹細胞の放射状細胞突起と分裂期紡錘体微小管に一過性に局在し、分裂後は速やかに後期促進複合体APC/Cdh1によるユビキチン化を受けてタンパクが分解され、幹細胞内から除去される可能性が示された。実際の個体レベルでの神経発生過程でのradmis遺伝子の機能を検討するため、ユビキチン化を受けないよう改変した変異型radmis遺伝子を作製し、子宮内電気穿孔法によりマウス胎児の脳室内へ遺伝子導入を行った。その結果、radmis遺伝子を強制発現した神経幹細胞では分裂の亢進と細胞移動の異常が起きる事が明らかとなった。以上のデータからradmisが神経幹細胞の分裂制御に重要な働きを持つことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】17591093 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

移植・再生医療 / バイオテクノロジー / 臨床 / 遺伝子 / 再生医学

【研究成果の概要】

単一遺伝子異常に起因して骨髄細胞のいずれかの系列の細胞増殖が低下しており、正常な遺伝子の導入により細胞の分化増殖が正常化すると予想される疾患を対象として、遺伝子治療へ向けた遺伝子導入システムと導入された骨髄細胞の機能評価システムを確立することを目的とし研究を進めた。先天性好中球減少症を対象疾患とし、glucose 6-translocase(G6PT)遺伝子異常に起因する、糖原病1b型に合併する好中球低下症、好中球機能不全の改善を目的とした研究を行った。
まず、G6PT遺伝子発現Lentivirus vector(pCS-CDF-ChG6PT-PRE)を作成しウイルスタイターを測定した。次に健常臍帯血由来のCD34陽性細胞を分離し、Lentivirus vectorによるG6PT遺伝子ならびにGFP遺伝子の細胞導入を行った。導入後にMethylcellulose培地コロニー形成能を観察した結果、遺伝子導入効率は約10%ほどであった。最後にインフォームドコンセントを得た糖原病Ib型の患者より骨髄細胞を採取後、CD34陽性細胞を精製しGFP遺伝子あるいはG6PT遺伝子を導入した。そしてMethylcellulose colony assayにて培地上のコロニーの形成状態を観察し、G-CFU,GM-CSF,M-CSF,E-BFUの数を調べ、血球の各lineage形成能を調べた。また、メチルセルロース培地にて培養後に形成されたG-CFU,GM-CSF,M-CSF,E-BFUのそれぞれのコロニーより細胞を回収後、コロニーPCRにて遺伝子の導入効率を算定した。結果として遺伝子導入効率が低く(約10%程度)、導入条件や培養条件等を検討したが研究期間中には条件の最適化が完了できなかったため、引き続き研究を継続中である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,730千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 330千円)