培養細胞上の糖鎖抗原変化と自家細胞移植における免疫応答発生機序の解明

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軟骨欠損に対する現在の治療戦略には、骨軟骨自家移植、軟骨細胞移植、間葉系幹細胞移植、マイクロフラクチャー手術がある。しかし、移植された細胞の長期生存は、レシピエントの大部分において得られていない。これは、in vitroで継代した間葉系幹細胞や軟骨細胞の生理的、免疫学的挙動や細胞糖鎖プロファイルが変化することが最も原因だと考えられる。本研究では、軟骨細胞および骨髄間質細胞（BMSC）の免疫応答および糖鎖プロファイルの変化に関連する継代数を決定することを目的とした。BMSCや軟骨細胞などの細胞をin vitroで継代すると、細胞の生理的・免疫的な挙動が変化することを明らかにし、継代培養された細胞はマクロファージを含む免疫細胞と交互作用することを突き止めた。また、軟骨細胞の継代細胞とマクロファージとの共培養において、マクロファージの活性化には、継代細胞との直接的な相互作用が必要であることを認めた。直接共培養モデルにおいて、継代3軟骨細胞や継代6間葉系幹細胞と共培養したマクロファージでは、一酸化窒素（NO）やTNF-αのレベルが顕著に上昇した。これらの結果から、軟骨細胞は継代2まで、間葉系幹細胞は継代5まで使用可能であることが明らかになった。一方で、免疫細胞の活性化に重要な役割を果たす糖脂質の糖鎖プロファイルも、継代によって変化することが明らかになった。GD1aの発現量は継代によって増加し、GD3からGD1aへの生合成の流れが示された。この糖鎖変化を制御することによって、直接共培養モデルの炎症性サイトカインの産生が抑制されるならば、免疫細胞の活性化に重要な役割を果たす糖鎖プロファイルであることを証明することになる。