幹細胞スフェロイド間相互作用と細胞分化特性の関係性

干细胞球体相互作用与细胞分化特征的关系

• 批准号: 17J08579
• 负责人: 宮本 大輔
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J08579/
• 关键词: 幹細胞スフェロイド; マイクロウェルチップ; 酸素供給量; 分化; 共培養化スフェロイド; 肝特異的機能発現; Wntタンパク発現; iPS細胞スフェロイド; 微小酸素環境; Wnt5a/AKTシグナル伝達; 分化スイッチング現象; 増殖

これまでの研究ではスフェロイド間相互作用の影響によってスフェロイド近傍の酸素環境が変化し、iPSスフェロイドの分化特性が変動することを明らかにしてきた。さらに、この現象のメカニズムを探索すると、自己分泌タンパク質であるWnt5aの発現が分化特性の調節に関与している可能性を見出した。当年度は独自のマイクロウェルチップ技術を利用して幹細胞スフェロイド近傍の酸素環境を変化させ、酸素環境の変動と幹細胞分化特性の相関性について評価した。酸素非透過性基板と酸素供給量がおよそ15倍向上する酸素透過性基板を用いて神経幹細胞(NSC)および間葉系幹細胞(MSC)スフェロイド培養を行った。両基板における分化特性を比較したところ、どちらの幹細胞スフェロイドにおいても酸素透過性基板で分化速度が向上した。このことから幹細胞スフェロイドの酸素応答性には違いがあり、iPS細胞は酸素環境変化に敏感な幹細胞種であることが考えられる。また幹細胞スフェロイドの酸素応答現象の発展研究として肝細胞と脂肪組織由来幹細胞(ADSC)を共培養させた共培養化スフェロイドにおける機能発現と酸素環境の相関性について評価した。その結果、酸素供給性の違いによって向上する肝特異的機能発現に違いが生じた。この現象は肝細胞のみで構築されたスフェロイドでは発生しなかったことから、ADSCの存在が共培養化スフェロイドにおける酸素応答現象に関与していることが推測される。そこでこの現象のメカニズムを探索したところ、WntタンパクならびにTGFβ1の発現が肝細胞の機能発現に関与している可能性を見出した。これらの結果より、酸素応答性に違いは生じるものの、スフェロイド近傍の酸素環境に応じたWntタンパク発現の発現はあらゆる幹細胞分化特性を支配する共通のメカニズムである可能性を本研究によって明らかとした。

こ れ ま で の research で は ス フ ェ ロ イ ド の interaction effect between に よ っ て ス フ ェ ロ イ ド nearly alongside の acid element environment が - し, iPS ス フ ェ ロ イ ド の differentiation features が - move す る こ と を Ming ら か に し て き た. さ ら に, こ の phenomenon の メ カ ニ ズ ム を explore す る と, their secretion タ ン パ ク qualitative で あ る Wnt5a の 発 now が differentiation features の adjust に masato and し て い る を likely see a し た. Into は の alone マ イ ク ロ ウ ェ ル チ ッ プ technology を use し て stem cells ス フ ェ ロ イ ド nearly alongside の を acid element environment - the さ の せ, acid environment - dynamic characteristic の と stem cells to differentiate masato sex に つ い て review 価 し た. Acid, not through sexual substrate と acid grain supply が お よ そ 15 times up す る permeability acid element substrate を with い て 経 stem cell (NSC) god お よ among び leaf stem cells (MSC) ス フ ェ ロ イ ド line cultivate を っ た. That struck substrate に お け る differentiation features を compare し た と こ ろ, ど ち ら の stem cells ス フ ェ ロ イ ド に お い て も permeability acid element substrate が で differentiation speed up し た. こ の こ と か ら stem cells ス フ ェ ロ イ ド の acid element 応 a sexual に は violations い が あ り, iPS cells は acid element environment - に sensitive な stem cells of で あ る こ と が exam え ら れ る. ま た stem cells ス フ ェ ロ イ ド の acid element 応 phenomenon の 発 exhibition research と し て hepatocellular と adipose tissue origin of stem cells (ADSC) を trained さ せ た trained the ス フ ェ ロ イ ド に お け る function 発 now と acid element environmental の phase masato に つ い て review 価 し た. The results of そ そ, acid supply <s:1> violation of <s:1> によって によって, upward する liver-specific functions occur に violation of が が, resulting in じた. こ の phenomenon は hepatocellular の み で build さ れ た ス フ ェ ロ イ ド で は 発 raw し な か っ た こ と か ら, ADSC の が trained graphite in ス フ ェ ロ イ ド に お け る acid element 応 phenomenon に masato and し て い る こ と が speculation さ れ る. そ こ で こ の phenomenon の メ カ ニ ズ ム を explore し た と こ ろ, Wnt タ ン パ ク な ら び に TGF beta 1 の 発 now が function of liver cell の 発 now に masato and し て い る を likely see a し た. こ れ ら の results よ り, acid element 応 answer に violations い は raw じ る も の の, ス フ ェ ロ イ ド nearly alongside の acid element environment に 応 じ た Wnt タ ン パ ク 発 is の 発 now は あ ら ゆ る stem cell differentiation features を dominate す る common の メ カ ニ ズ ム で あ る possibility を this study に よ っ て Ming ら か と し た.

项目成果

酸素透過性マイクロウェルチップを用いたスフェロイド培養

使用透氧微孔芯片培养球体

• 发表时间: 2018
• 作者: 宮本大輔;中澤浩二
• 通讯作者: 中澤浩二

Embryoid body culture fo mouse iPS cells using an oxygen-permeable microwell chip

使用透氧微孔芯片进行小鼠 iPS 细胞的胚胎体培养

• 发表时间: 2017
• 作者: Miyamoto Daisuke;Yamaguchi Kenta;Nakazawa Kohji
• 通讯作者: Nakazawa Kohji