Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

幹細胞 / 糖尿病 / 膵島 / 再生

最近、膵島移植が臨床的に確立してきたことから、膵臓を対象とした再生医学の進展に大きな期待が集まりつつある。特に未分化な幹細胞や前駆細胞を分離した後、その分化・増殖を制御することにより、膵β細胞を人為的に創出しようとする試みに期待が集まっている。しかしながら、他の組織と同様、膵臓に幹細胞や前駆細胞が存在するのか、存在するのであれば何処に局在するのかという問いに対する明確な答えは出ていない。そこで、本研究では膵管上皮に特異的な細胞表面分子の発現を指標として、高い増殖能と多分化能を兼ね備えた膵幹/前駆細胞をフローサイトメトリー(FACS:fluorescence activaied cell sorting)を用いて分離し、その局在部位が膵管上皮であることを明確化した。すなわち、膵臓において膵管上皮細胞に特異的に発現していることが知られているサイトケラチン7(CK7)の発現を指標として、CK7陽性細胞に共発現している細胞表面分子としてCD133を同定し、その発現を指標としてフローサイトメトリーで分離したCD133+CD34-CD45-Ter119-細胞画分に限定的かつ高頻度にクローン性コロニー形成能を有する細胞が含まれていることを明らかにした。これらのクローン性コロニーにおける各種細胞分化マーカーの発現解析では、インスリン、グルカゴン、ソマトスタチンなどの膵内分泌細胞マーカー、アミラーゼなどの膵外分泌細胞マーカー、サイトケラチン7などの膵管上皮細胞マーカーを発現した細胞がそれぞれ存在することが確認されたことから、CD133+CD34-CD45-Ter119-細胞は複数の異なった膵細胞系列に分化することのできる多分化能を有していることが明らかとなった。本研究により、高い増殖能と多分化能を兼ね備えた膵幹/前駆細胞が膵管上皮中に存在することが明確化された。

膵臓 / 再生 / 幹細胞 / 糖尿病

「膵再生」による糖尿病治療の臨床応用に向けた基盤技術の開発を目的として、単離した膵細胞集団の中から、極少数しか存在せずかつ形態によって区別することが難しい多能性を持つ膵幹細胞(pancreatic stem cell)を、FACS(fluorescence activated cell sorter)を用いた精度の高い細胞分離法により純化・回収し、それらの分化・増殖・自己複製機構を解析することを試みた。マウス新生児膵臓より分離したc-Met+Flk-1-c-Kit-CD45-TER119-細胞中に、高い増殖能と複数の膵細胞系列への多分化能を兼ね備えた膵幹/前駆細胞が限定的かつ高頻度に存在すること、さらにそれらがin vivoにおける組織再構築能を有することを確認した。一方、細胞分化の可塑性を利用した手法として、マウス胎児腸管上皮細胞を分化誘導因子を添加して培養し、RT-PCR、免疫染色法によりインスリン発現を検討した。その結果、膵・細胞の分化誘導作用を有するglucagon like peptide-1(GLP-1)(1-37)に、インスリン発現誘導作用があることが明らかになった。腸管上皮細胞由来のインスリン産生細胞は、培養液中にインスリンを分泌しており、グルコース応答性を有することが判明した。妊娠マウスへの投与実験でも、GLP-1(1-37)は胎児腸管上皮におけるインスリン産生細胞の分化誘導作用を有することが確認された。さらに、インスリン産生細胞を誘導した腸管組織を糖尿病マウスの腹腔内に移植したところ、血糖値降下作用や体重減少抑制作用などの治療効果が観察された。すなわち、腸管上皮細胞の可塑性を利用することにより、膵外組織において異所性にインスリン産生細胞を誘導することが可能であり、糖尿病に対する再生医学的アプローチとして期待がもてると考えられた。

【研究分担者】
中内啓光	東京大学	医科学研究所	教授	(Kakenデータベース)