遺伝子組換法による表面固定型キメラタンパク質の設計と再生医療用ES細胞の増殖制御

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本研究においては両親媒性糖鎖高分子(PVLA)をマトリックスとして用いることで、肝細胞の接着・機能制御を成功させた経験を生かし新たな研究を行った。すなわち細胞間接着のような複雑な相互作用の系を、一種類の分子間相互作用に基づく細胞-接着基質間相互作用へ置き換えるために、E-カドヘリンの細胞外ドメインとIgG (Immunoglobulin G)のFc領域との融合タンパク質というポリスチレン等の表面上へ安定に吸着固定できるマトリックス型のモデル分子の作成も行い、各種幹細胞の機能制御やES細胞の新規培養維持法の開発などを行った。さらに細胞間接着分子であるカドヘリン分子群に着目し、神経系の細胞や心筋細胞で強い発現が見られるN-カドヘリンの融合タンパク質を作製した。未分化な胚性奇形腫細胞や神経幹細胞の分化誘導に与えるN-カドヘリンの影響を検討した結果、N-カドヘリンを介した細胞間接着の量的変化が細胞の分化に強く影響することを確認した。マウスES細胞の未分化維持に必須なLIFのモデルタンパク質も作製し、LIFとE-カドヘリンの共固定表面を用いた培養系を検討した。その結果、人工フィーダー層のモデル化に成功した。E-カドヘリンを中心のマトリックスとして利用することにより,(1)ES細胞をより効率良く未分化性および多能性を維持したまま,しかも細胞1つ1つが分散した状態で培養でき,(2)キレート剤による継代が可能であるため酵素的・物理的処理による細胞障害性がなく,(3)さらに通常のコロニーを形成する培養法に比べ高い増殖性を付与すること人工フィーダー層モデルを設計することができ,これまでにない新しい培養系を確立することができた。