マウス胚性幹細胞由来軟骨細胞をもちいた関節疾患の治療応用に関する検討

小鼠胚胎干细胞来源的软骨细胞在关节疾病治疗中的应用研究

基本信息

批准号：
14657119
负责人：
鈴木登
金额：
$ 2.05万
依托单位：
St. Marianna University School of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

胚性幹(ES)細胞はあらゆる臓器粗織に分化する能力を持ち多くの疾患での応用が期待されている。ES細胞からの軟骨細胞の分化誘導方法の確立を行った。骨髄間葉系細胞は効率に軟骨細胞に分化するが程なく骨形成を行い安定した軟骨細胞の供給源とは成り得ない。まず少数のマウスES細胞細胞から培養を開始すると殆ど軟骨細胞の分化が認められず、大量に培養した場合のみに軟骨細胞が分化誘導され、培養における細胞の密度が重要であることが明らかになった。ES細胞はゲラチン上でbone morphogenetic protein(BMP)-2あるいはBMP-4と培養することで2-4週後には約半数がアルシアンブルー染色陽性、タイプ2コラーゲン陽性の軟骨細胞を分化する。この細胞は軟骨細胞特異的な転写因子Sox-9やPax-1を発現した。分化誘導した軟骨細胞の有用性を移植実験で評価した。正常マウス膝関節内に少量の濃塩酸を注入しで関節軟骨を破壊し変形性関節症マウスモデルを作成した。1週間後に軟骨細胞の移植実験を行った。変形性関節症マウスでは膝関節の軟骨細胞は殆ど消失していた。ES細胞由来軟骨細胞移植マウスでは大腿骨と脛骨の関節面に軟骨細胞が生着していた。さらに膝関節の運動能も改善している可能性が示唆された。しかし、一部のマウスでは関節腔内に軟骨細胞の集塊が形成されており、あたかも遺書性軟骨形成を考えさせた。この成績は移植する細胞数の決定は移植成功には重要であるを示唆している。しかし現在まで長期生存させたマウスにおいてもES細胞由来の奇形種発生は認めていない。

胚胎茎（ES）细胞具有分化为所有器官原始编织的能力，并有望在许多疾病中应用。建立了一种从ES细胞中诱导软骨细胞分化的方法。骨髓间充质细胞有效地分化为软骨细胞，但很快就会形成骨骼，无法成为软骨细胞的稳定来源。首先，当培养少数小鼠ES细胞开始时，软骨细胞几乎没有分化，并且仅在大量培养时才诱导软骨细胞，这表明培养物中的细胞密度很重要。将ES细胞用骨形态发生蛋白（BMP）-2或BMP-4在明胶上培养，2-4周后，其中大约一半将软骨细胞用Alcian蓝色染色和2型胶原蛋白阳性软骨细胞区分。细胞表达软骨细胞特异性转录因子SOX-9和PAX-1。在移植实验中评估了分化诱导的软骨细胞的效用。将少量的浓盐酸注入正常小鼠的膝关节中，以破坏关节软骨，从而形成骨关节炎的小鼠模型。一周后，进行软骨细胞移植实验。在骨关节炎小鼠中，膝关节中几乎所有的软骨细胞都丢失了。在ES细胞来源的软骨细胞植入小鼠中，软骨细胞植入了股骨和胫骨的关节表面上。还建议膝关节的运动能力也可以提高。但是，在某些小鼠中，软骨细胞的聚集体在关节腔内形成，使他们似乎正在考虑形成自杀软骨的形成。这种性能表明，确定要移植的细胞数量对于成功移植很重要。然而，在长期存活的小鼠中，未观察到从ES细胞中发育的泌尿型物种。