アクチン動態に基づく臍帯由来間葉系幹細胞における骨芽細胞分化誘導法

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本研究では臍帯間葉系幹細胞(臍帯MSC)から移植用骨芽細胞製剤を大量培養する新規技術の確立を目指している。これまでに臍帯由来間葉系幹細胞をType-Iコラーゲンゲル上で培養して得られる細胞UC-OBが高い骨芽細胞分化誘導能を示すという知見を得ている。今年度はその作用機序から分化誘導に寄与することが示唆されたアクチン重合阻害剤を併用して分化誘導した臍帯MSCを開発し、その有効性について評価を実施した。阻害剤無添加群細胞で分化誘導した細胞と比較して有意に骨形成量は亢進したものの、アクチン重合阻害剤では、Type-Iコラーゲンゲル上培養と同等の分化誘導レベルには達しないことを確認した。そのため、Type-Iコラーゲンゲル上培養条件を改変し、高い新生血管誘導を示す細胞を開発した。本開発条件下で製造した細胞およびUC-OBのどちらにおいても、肺血管内皮細胞に発現するCD31、CD34抗原および肺胞領域に分布する平滑筋に発現する筋線維芽前駆細胞マーカーの発現亢進により、高効率な分化誘導を示したが、改良した培養環境ではさらに分化誘導亢進を示すといった特徴があることを確認した。この新規に確立した培養条件下で得られた細胞およびこれまでに開発したUC-OBを骨粗鬆症モデルマウスに移植し、機能評価を実施した。細胞投与後のマウスから骨髄を採取し、破骨細胞の形成について解析したところ、疾患マウスにおける破骨細胞形成能の抑制を確認した。これにより、本開発で得られた治療細胞は局所投与のみならず、静脈内投与による全身作用への有効性が示唆された。