膵島の生体内リプログラミング技術を用いた糖尿病の新規治療法の開発

本研究は、膵島の発生に関与する3つの遺伝子(Ngn3、Pdx1、Mafa)を糖尿病マウスの膵臓に直接注射して、膵臓内で新たに膵島をリプログラムすることで糖尿病を治療することに成功した実績から、膵島の生体内リプログラミング技術の臨床応用の実現を目指して、より安全で低侵襲なアプローチが可能な臓器として、豊富な細胞数と高い細胞増殖能や 再生能力をもつ皮膚、皮下脂肪、筋肉などの体表組織に着目し、3つの遺伝子を直接注射することにより生体内で新たに膵島をリプログラミングして糖尿病を治療するという次世代の臓器再生医療を実現することを目的に計画した。初年度は、MIP-GFPトランスジェニックマウスから採取した細胞を用いて、in vitroで3つの遺伝子によりGFP陽性のインスリン産生細胞がリプログラムされることを明らかにすることを目的に研究を開始した。昨年の研究では、MIP-GFPトランスジェニックマウスの繁殖の過程で、ホモとホモを掛け合わせた場合、ワイルドタイプのマウスに比べて、妊娠率及び出産数が極めて低かったが、繁殖方法についてホモとワイルドタイプを掛け合わせることにより、出産率及び出産数の飛躍的な向上を認めた。また、開腹下にMIP-GFPトランスジェニックマウスの膵臓を実体顕微鏡で観察すると、膵島内のβ 細胞が緑色のGFP蛍光細胞の集合体として多数検出できたことから、β 細胞のリプログラミングは GFP 蛍光強度にて評価可能であることを確認した。しかし、MIP-GFPトランスジェニックマウスの脂肪細胞（脂肪由来幹細胞）及び筋芽細胞の初代培養細胞の樹立は依然困難であった。一方、皮膚線維芽細胞に関しては樹立は可能であったが増殖能がきわめて高すぎるため、遺伝子導入に用いるには困難であると判断した。in vitro実験については、継代培養に関して多くの問題点が見つかった。

本研究は、膵島の発生に関与する3つの遺伝子(Ngn3、Pdx1、Mafa)を糖尿病マウスの膵臓に直接注射して、膵臓内で新たに膵島をリプログラムすることで糖尿病を治療することに成功した実績から、膵島の生体内リプログラミング技術の臨床応用の実現を目指して、より安全で低侵襲なアプローチが可能な臓器として、豊富な細胞数と高い細胞増殖能や 再生能力をもつ皮膚、皮下脂肪、筋肉などの体表組織に着目し、3つの遺伝子を直接注射することにより生体内で新たに膵島をリプログラミングして糖尿病を治療するという次世代の臓器再生医療を実現することを目的に計画した。初年度は、MIP-GFPトランスジェニックマウスから採取した細胞を用いて、in vitroで3つの遺伝子によりGFP陽性のインスリン産生細胞がリプログラムされることを明らかにすることを目的に研究を開始した。昨年の研究では、MIP-GFPトランスジェニックマウスの繁殖の過程で、ホモとホモを掛け合わせた場合、ワイルドタイプのマウスに比べて、妊娠率及び出産数が極めて低かったが、繁殖方法についてホモとワイルドタイプを掛け合わせることにより、出産率及び出産数の飛躍的な向上を認めた。また、開腹下にMIP-GFPトランスジェニックマウスの膵臓を実体顕微鏡で観察すると、膵島内のβ 細胞が緑色のGFP蛍光細胞の集合体として多数検出できたことから、β 細胞のリプログラミングは GFP 蛍光強度にて評価可能であることを確認した。しかし、MIP-GFPトランスジェニックマウスの脂肪細胞（脂肪由来幹細胞）及び筋芽細胞の初代培養細胞の樹立は依然困難であった。一方、皮膚線維芽細胞に関しては樹立は可能であったが増殖能がきわめて高すぎるため、遺伝子導入に用いるには困難であると判断した。in vitro実験については、継代培養に関して多くの問題点が見つかった。