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。

胚胎干（ES）细胞具有分化成各种器官组织的能力，有望用于多种疾病的治疗。我们建立了一种诱导 ES 细胞分化为软骨细胞的方法。尽管骨髓间充质细胞可以有效分化为软骨细胞，但它们很快就会形成骨，不能作为软骨细胞的稳定来源。首先，当从少量小鼠ES细胞开始培养时，几乎没有观察到软骨细胞分化，并且仅在大量培养时才诱导软骨细胞分化，这表明培养中的细胞密度很重要。当 ES 细胞在含有骨形态发生蛋白 (BMP)-2 或 BMP-4 的明胶上培养时，大约一半的细胞在 2-4 周后分化为阿尔新蓝染色和 2 型胶原呈阳性的软骨细胞。这些细胞表达软骨细胞特异性转录因子 Sox-9 和 Pax-1。通过移植实验评估分化软骨细胞的有用性。通过向正常小鼠膝关节内注射少量浓盐酸，破坏关节软骨，建立小鼠骨关节炎模型。一周后，进行了软骨细胞移植实验。在患有骨关节炎的小鼠中，膝关节中的大部分软骨细胞都消失了。在移植了 ES 细胞来源的软骨细胞的小鼠中，软骨细胞被移植到股骨和胫骨的关节表面。此外，有人提出膝关节的运动能力也可能得到改善。然而，在一些小鼠中，关节腔内形成了软骨细胞团，使我们相信这是软骨形成。这些结果表明，确定要移植的细胞数量对于成功移植很重要。然而，迄今为止，即使在长期存活的小鼠中也没有观察到 ES 细胞衍生的畸型。