Establishment of a method for differentiation characterization of stem cell clones using frozen sections and its application to stem cell sorting

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現在行われている生体臓器移植や、人工臓器移植などの先端医療には、それぞれ拒絶反応や耐久性、機械的強度などの様々な問題点や限界がある。再生医療の実用化を目指す上で重要になるのが最適な細胞源の確保と分化誘導法の確立であるが、現在、細胞源の候補である胚性幹細胞、成体幹細胞、人工多能性幹細胞、いずれにおいても、どの臓器の再生を目指すときにどの細胞が最適であるかというところは不明のままである。また、分化誘導法としても、増殖・分化因子の組み合わせを添加し培養する方法が主流であり、添加因子の理想的組み合わせは未だに十分とは言い難く、決定は困難であるのが現状である。そこで本研究では、これまでに申請者らがiPS細胞の分化誘導と品質管理において報告してきた方法を応用し、再生を目指す目的臓器の凍結切片上で各種幹細胞の培養を行うことにより細胞分化を誘導し、その誘導効率の差からそれぞれの幹細胞の目的臓器の機能細胞への分化しやすさ(分化特性)を評価することにより、どのような状態の幹細胞が目的臓器・組織再生のための細胞源として最適かを簡便かつ安価に検証し、選別できる新たな評価法を確立することを目的に研究を進めた。本年度は、マウスの各種臓器・組織(脳、脊髄、肝臓、心臓、筋肉、唾液線、脂肪組織等)の凍結切片を作成し、これまでにわれわれが報告してきたiPS細胞の凍結切片上での培養法に準じて、それぞれの凍結切片上で、各種のヒト由来幹細胞(骨髄間葉系 幹細胞、歯髄幹細胞、脂肪組織由来幹細胞等:Lonza、RIKEN等から入手予定)を培養するが、まずは我々が多く取り扱っている歯髄幹細胞を対象に、すでに本法によりiPS細胞の分化誘導が可能なことが確認され、誘導効率の差による品質評価が可能であることが明らかとなっている脳、脊髄および肝臓を優先して文化誘導を試み、検証を続けている。