Clarification of the mechanism of mesenchymal stem cell stemness using iPS interference method

利用iPS干扰法阐明间充质干细胞干性机制

• 批准号: 20K21679
• 负责人: 窪木 拓男
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21679/
• 关键词: 間葉系幹細胞; iPS細胞; 幹細胞性; 老化; iPS干渉

近年，加齢変化が引き起こす疾患群に共通するホストの本質的変化として，ステムセルエイジングが注目されている．我々は加齢に伴い間葉系幹細胞(MSCs)の免疫調節能が著明に低下すること，また，骨芽細胞分化能の低下と脂肪細胞分化傾向への転換により，脂肪髄を呈することを明らかにしてきた．その結果，傷害組織で休眠から覚める，もしくは新たに動員されるMSCsの機能が低下し，局所の組織修復能や免疫調節能が低下，加齢性疾患の罹患感受性が上昇すると考えられる．したがって，骨髄MSCsの老化を防ぎ，幹細胞性が高いフラクションをいかに保つかが，これらの加齢性疾患におけるホストの病因の理解，さらには予防と治療に寄与するものと考えられる．そこで本研究は，骨髄MSCsの幹細胞性維持機構を解明することを目的に以下の実験を実施してきた.これまでに，MSCs幹細胞性維持に関わる因子の探索を目的に，ヒト骨髄MSCsとヒト皮膚線維芽細胞 (hADFs)から，RNAを抽出し，RNA-Seqにて網羅的に比較検討を行い，転写因子に焦点を絞り，データベースを構築し，関連遺伝子を抽出した．そして，抽出した転写因子の強制発現ベクターを作製し，iPS干渉法にてさらなる絞り込みを行った．さらに，抽出された転写因子をすべて，hADFsに強制発現させ，骨芽細胞へと分化誘導した．その結果，候補転写因子を遺伝子導入したhADFsは骨芽細胞へと分化することが可能となった.しかし，この誘導効率が低く，転写因子のさらなる絞り込みが必要となった．その原因の１つとして，iPS細胞への誘導効率の低さを考えた．そこで，今年度は，異なるウイルスベクターをもちいてiPS細胞への誘導効率を検証し，これまでの方法より効率よくiPS細胞へ誘導する方法を確立した．

In recent years, increasing changes have led to changes in the nature of common disease groups, and changes in the nature of disease groups have attracted attention. In addition, the immune regulation ability of mesenchymal stem cells (MSCs) is obviously decreased, and the differentiation ability of bone bud cells is obviously decreased, and the differentiation tendency of adipocytes is obviously decreased. As a result, the function of MSCs in injured tissue dormancy and new mobilization is reduced, the tissue repair and immune regulation of local tissues are reduced, and the susceptibility to severe diseases is increased. To prevent the aging of bone MSCs, to protect the stem cell properties, to understand the etiology of these diseases, to prevent and treat them. This study aims to clarify the mechanisms for stem cell maintenance of bone MSCs. In order to explore the factors related to the maintenance of MSCs stem cells, we extracted RNA from MSCs and hADFs, RNA-Seq from a comparative study, focused on factors related to MSCs stem cell construction, and extracted related genes. In addition, the stress of extracting the write factor is controlled by the iPS dry method. In addition, the expression of hADFs was induced by stress. As a result, candidate genes were introduced into hADFs, and bone bud differentiation was possible. The induction rate is low, and the writing factor is necessary. The reason for this is that the induction efficiency of iPS cells is low. This year, we have demonstrated the efficiency of iPS cell induction and established the method of iPS cell induction.

项目成果

rhBMP-2，rhFGF-2の骨形成能は移植部位に存在する骨髄組織の影響を受ける

rhBMP-2 和 rhFGF-2 的成骨能力受到移植部位骨髓组织的影响。

• 发表时间: 2021
• 作者: Omatsu Yoshiki;Aiba Shota;Maeta Tomonori;Higaki Kei;Aoki Kazunari;Watanabe Hitomi;Kondoh Gen;Nishimura Riko;Takeda Shu;Chung Ung-il;Nagasawa Takashi;納所秋二，大野充昭，土佐郁恵，石橋 啓，田仲由希恵，大野 彩，大橋俊孝，窪木拓男
• 通讯作者: 納所秋二，大野充昭，土佐郁恵，石橋 啓，田仲由希恵，大野 彩，大橋俊孝，窪木拓男

骨髄存在・非存在下にてrhBMP-2，rhFGF-2が骨形成に与える影響の検討

在存在和不存在骨髓的情况下检查 rhBMP-2 和 rhFGF-2 对骨形成的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Uchida Y;Kuroshima S;Uto Y;Kanai R;Inoue M;Suzue M;Sawase T;納所秋二，大野充昭，土佐郁恵，三海晃弘，石橋 啓，大野 彩，窪木拓男，大橋俊孝
• 通讯作者: 納所秋二，大野充昭，土佐郁恵，三海晃弘，石橋 啓，大野 彩，窪木拓男，大橋俊孝

先端歯学研究のあり方から歯科補綴学を考える

从先进牙科研究的角度思考口腔修复学

• 发表时间: 2021
• 作者: Yagi Hiroko;Takahata Yoshifumi;Murakami Tomohiko;Nakaminami Yuri;Hagino Hiromasa;Yamamoto Shiori;Murakami Shinya;Hata Kenji;Nishimura Riko;窪木拓男
• 通讯作者: 窪木拓男

薬剤関連顎骨壊死様モデルマウスにおけるE-rhBMP-2の治療効果の検討

E-rhBMP-2 在药物相关性颌骨坏死小鼠模型中的治疗效果研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 三海晃弘，大野充昭，土佐郁恵，納所秋二，大野 彩，縄稚久美子，田仲由希恵，大橋俊孝，窪木拓男