機能的な中胚葉オルガノイド移植がもたらす運動器改善・新規治療法の開発

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高齢者が筋疾患に罹患する確立は極めて高く、骨格筋の再生・機能の維持は非常に重要な課題である。近年我々は、筋サテライト細胞の人工ニッチとなる細胞外マトリックス培養法、および組織幹細胞の選択的分離やオルガノイド作製に関する基礎研究を行ってきた。本研究では、これらの技術を統合し、より生体内に近い多細胞からなるオルガノイドを作製し、筋組織の再生と機能補完を同時に実現する幹細胞移植プラットフォームの創出を実現し、高齢者の筋力低下やアスリートの筋障害の改善により、介護やスポーツ医学分野のさらなる発展を目指す。しかしながら、サルコペニアをはじめとした筋疾患に対する治療において、筋サテライト細胞の移植が試みられているが、培養により骨格筋幹細胞は筋芽細胞へと分化し移植効率が著しく低下することが知られる。一方で、骨格筋は様々なサイトカインを放出する内分泌器官としても注目されているが、いまだに機能が不明な分泌因子が多い。そこで本研究では、筋疾患を含む炎症を基盤とした疾患の改善を目的とし、移植に適した細胞の選定や培養法の確立、分泌因子の正確な遺伝子発現プロファイルの解明を行う。細胞移植療法の分野では、移植に供する細胞の形態や投与経路などにより、治療効果が異なることが知られている。そこで当該年度は、サルコペニアと同様に炎症を基盤とする潰瘍性大腸炎に対する適切な細胞移植療法の確立を行った。具体的には、トランスクリプトーム解析により移植に使用する幹細胞が二次元培養と三次元培養後では異なる遺伝子発現プロファイルを示し、三次元培養で作製した細胞凝集塊(スフェロイド)ではECMリモデリング関連遺伝子の発現が上昇していることを見出した。さらに、デキストラン硫酸ナトリウムによる大腸炎モデルマウスにおいて、スフェロイドの経腸投与は二次元細胞よりも細胞の生着率が向上し、大腸炎を抑制する効果があることを明らかにした。