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

基于肌动蛋白动力学诱导脐带间充质干细胞成骨细胞分化的方法

基本信息

批准号：
20K10010
负责人：
岩竹真弓
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K10010/
关键词：
臍帯由来間葉系幹細胞骨再生アクチン重合臍帯MSC

项目摘要

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。

这项研究旨在为大量成骨细胞制剂建立一种新技术，用于从脐带间充质干细胞（脐带MSC）移植。到目前为止，已经发现，通过在I型胶原凝胶上培养脐带衍生的间充质干细胞获得的UC-OB细胞具有诱导成骨细胞分化的高能力。今年，我们开发了使用肌动蛋白聚合抑制剂进行分化的脐带MSC，这些抑制剂被认为由于其作用机理而导致分化诱导，并评估其有效性。尽管与细胞在没有抑制剂的组中诱导的分化相比，骨形成量显着增加，但已证实肌动蛋白聚合抑制剂未达到与I型胶原蛋白凝胶上培养的分化诱导水平。因此，对I型胶原蛋白凝胶的培养条件进行了修饰，以发展出表现高新生血管诱导的细胞。在发育条件下产生的细胞和UC-OBS均表现出高度诱导的效率，这是由于CD31的表达增加，CD34抗原在肺血管内皮细胞中表达的CD34抗原以及在肺泡区域中平滑肌分布中表达的肌纤维细胞前体细胞标记物，但证实了这一培养培养环境的增长均具有较高的培养环境。在这些新建立的培养条件下获得的细胞，并将先前开发的UC-OB植入骨质疏松症模型小鼠中，并进行了功能评估。在细胞给药后从小鼠中收集骨髓并分析破骨细胞的形成，并确认患病小鼠的破骨细胞形成的抑制作用。这表明，在这种发展中获得的治疗细胞不仅有效，不仅对局部给药，而且对静脉内给药的全身作用也有效。