代謝リプログラミングによる腱由来間葉系幹細胞の分化制御の解明

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腱損傷部には変性と修復の両方に直接関与する特異的な間葉系幹細胞が誘導される．本研究では，この損傷腱由来間葉系幹細胞を用いて実験を行い，glycolysisを制御する物質としてヒアルロン酸に注目している．2021年度の研究結果の概要は次の通りである．① CD1マウスの損傷腱由来間葉系幹細胞は，軟骨分化誘導によりglycolysisが亢進した．② Glycolysis阻害剤である2-deoxy-D-glucose（2-DG）は，損傷腱由来間葉系幹細胞の軟骨分化を抑制した．③ アキレス腱損傷モデルマウスにおいて，ヒアルロン酸の局所投与は腱損傷部の異所性骨化の体積を減少させた．2022年度の研究により以下の結果を得た．④ CD-1マウスの損傷腱由来間葉系幹細胞をmicro mass cultureにより軟骨細胞へ分化誘導し，glycolysisを阻害するためにガラクトースを添加した．ガラクトースは，アルシアンブルー染色のintegrated densityを減少させ，軟骨分化マーカー（aggrecan，Sox9，II型コラーゲン）の遺伝子発現量を減少させた．⑤ 上記の実験系でヒアルロン酸を添加した．ヒアルロン酸は，アルシアンブルー染色のintegrated densityを有意に減少させた．また，ヒアルロン酸は軟骨分化マーカー（aggrecan，Sox9，II型コラーゲン）の遺伝子発現量を有意に減少させ，腱分化マーカー（Mohawk，I型コラーゲン）の遺伝子発現量を有意に増加させた．⑥ アキレス腱損傷モデルマウスに2-DGもしくはvehicleを腹腔内投与し，異所性骨化をμCT検査により定量的に評価した．2-DG投与群ではvehicle投与群に比べ異所性骨化の体積が小さい傾向にあった．現在サンプル数を増やし統計学的解析を進めている．