幹細胞のオートファジーメカニズム解明による組織再生プロローグ

阐明干细胞自噬机制的组织再生序幕

• 批准号: 15K15680
• 负责人: 山田 陽一
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Aichi Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K15680/
• 关键词: 多能性幹細胞; オートファジー

難治性疾患などに対する新しいアプローチとして注目されている再生医療においては、とりわけ幹細胞の役割、機能が重要である。また、臨床応用には安定した細胞の増殖、維持、大量培養が必要とされるが、多能性幹細胞はストレスに弱く, 容易に細胞死を起こすこと、不安定性が臨床応用の障害となっており, 細胞生死制御メカニズムの解明が求められている。一方、オートファジーは細胞内大規模分解リサイクルシステムで、細胞生死など細胞の生命維持を司る守護神として極めて重要な機能を果たすことが知られている。我々はこれまでに多能性幹細胞（ES細胞）におけるオートファジーの意義について研究を進め、ATG12 fl/flマウスよりATG12ノックアウトES細胞を単離樹立し、同細胞ではオートファジーが阻害されており、増殖能の低下や細胞死を引き起こしやすいことを示唆してきた。本研究では、幹細胞におけるオートファジーのメカニズムを明らかにすることを目的とした。本年度は、ストレス下における細胞動態について検討するため、ATG12ノックアウトES細胞およびコントロールのATG12 fl/fl細胞をそれぞれ飢餓状態と通常の培養条件下で培養し、細胞死をIn Situ Cell Death Detection Kit, TMR red (Roche Applied Science)にて検出し、蛍光顕微鏡にて観察した。その結果、コントロールと比較してATG12ノックアウトES細胞において顕著に細胞死が起こっていることが明らかとなった。また、BrdUによるラベリング(FITC BrdU Flow Kit (Becton Dickinson))を行って細胞増殖について比較したところ、ATG12ノックアウトES細胞において細胞増殖の低下が認められた。また、低酸素環境における細胞動態について同様に検討した結果、ATG12ノックアウトES細胞において細胞死の増加、細胞増殖の低下が観察された。

在再生医学中，它引起人们的注意作为一种新方法来解决棘手的疾病，干细胞的作用和功能尤为重要。此外，尽管临床应用需要稳定的细胞增殖，维持和质量培养，但多能干细胞对压力敏感，细胞的不稳定性很容易导致细胞死亡并损害临床应用，因此阐明细胞生命和死亡控制的机制是必要的。另一方面，自噬是一种大规模的细胞内降解和回收系统，众所周知，它是控制细胞生命支持的监护人神灵，例如细胞生命和死亡。我们一直在研究自噬在多能干细胞（ES细胞）中的重要性，并已从ATG12 FL/FL小鼠中分离并建立了ATG12基因敲除ES细胞，这表明该细胞中抑制了自噬，这可能会导致增殖能力和细胞死亡的降低。这项研究旨在阐明干细胞中自噬的机制。在今年，为了在应激下检查细胞动力学，ATG12基因敲除ES细胞和对照ATG12 FL/FL细胞分别在饥饿和正常培养条件下培养，并使用原位细胞死亡检测试剂盒，TMR红色（Roche Applied Science）检测到细胞死亡，并在荧光显微镜下观察到。结果表明，与对照组相比，ATG12基因敲除ES细胞中的细胞死亡显着发生。此外，当使用BRDU（FITC BRDU流动试剂盒（Becton Dickinson））标记以比较细胞增殖时，在ATG12基因敲除ES细胞中观察到细胞增殖的降低。此外，由于对低氧环境中细胞动力学的类似研究，在ATG12基因敲除ES细胞中观察到细胞死亡的增加和细胞增殖的降低。