骨髄間質細胞からの神経・骨格筋幹細胞の効率町誘導と自己再生システムの開発

从骨髓基质细胞有效诱导神经和骨骼肌干细胞并开发自我更新系统

基本信息

批准号：
17045021
负责人：
出沢真理
金额：
$ 3.71万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

骨髄間葉系細胞は患者本人から採取可能であり、細胞数確保が容易である。本研究ではヒト骨髄間葉系細胞から神経細胞、骨格筋細胞を選択的に誘導するシステムを確立した。個体の発生・分化を制御することで知られているNotch1細胞質ドメインの遺伝子導入とサイトカイン刺激の組み合わせによって、極めて高い効率で機能的な神経細胞を誘導する方法を見い出した。この系ではグリア細胞の混在が無く神経細胞が特異的に誘導される。これらの細胞をラット脳虚血モデルに移植したところ、海馬への生着と記憶学習の改善が見られた。これらの神経細胞はGDNFを添加することによってドーパミン産生細胞に誘導され、パーキンソン病モデルラットへの移植において、異常行動の改善と脳内でのドーパミン産生が認められた。神経細胞の誘導方法を逆転させると、90%の効率で骨格筋を特異的に誘導される。誘導された細胞群は(1)筋衛星細胞(骨格筋幹細胞)(2)筋芽細胞(3)成熟筋管細胞、から構成されていた。ヒト骨髄間葉系細胞から誘導された筋衛星細胞と筋芽細胞を筋ジストロフィーモデルであるmdx-nudeマウスに移植すると生着し正常dystrophinを発現すること、さらに筋衛星細胞は一旦移植すれば筋変性に対して繰り返し再生に寄与することが分かった。このことは日々変性が起きている筋ジストロフィーにおいて大きな利点となる。Notchは神経発生ではグリア誘導に働き神経発生を抑制すること,また骨格筋発生においては筋芽細胞の分化を抑制することが報告されていることから、本結果のNotchの作用は逆の作用のように見受けられる。一般にNotchの下流でHes1/5が機能し、細胞分化を抑制していると考えられているが、本システムではHes1/5が誘導されておらず、またNotchの機能の代償も見られなかった。この違いはNotch刺激に対する細胞内環境の違いによっていると推定され、おそらく、骨髄間質細胞には発生過程の細胞とは異なる特有のシステムが存在することを示唆している。

骨髓间充质细胞可以自行收集，从而轻松确保细胞数量。在这项研究中，我们建立了一个系统，该系统有选择地诱导人类骨髓间充质细胞的神经元和骨骼肌细胞。我们发现了一种通过结合Notch1细胞质结构域的基因转移和细胞因子刺激来诱导极其有效的功能神经元的方法，该结构域已知可以调节个体的发育和分化。在该系统中，没有明确诱导神经胶质细胞和神经元的混合。当将这些细胞植入大鼠脑缺血模型中时，观察到海马植入和记忆学习的改善。通过添加GDNF，将这些神经元诱导到产生多巴胺的细胞中，并将其移植到帕金森氏病的模型大鼠中，观察到大脑中异常行为和多巴胺产生的改善。逆转诱导神经元的方法特异性诱导骨骼肌，效率为90％。诱导的细胞组由（1）肌酸细胞（骨骼肌干细胞），（2）成肌细胞和（3）成熟的肌管细胞组成。发现可以将肌钙钛矿细胞和肌细胞衍生自人骨骨髓间充质细胞植入MDX-裸鼠，这是一种肌肉营养不良模型，一旦植入，它们就可以被其中诊并表达正常的肿瘤疾病，并且曾经过移植，肌脂蛋白素细胞促进了肌动育症。这是肌肉营养不良的主要优势，该肌营养不良正在接受每日变性。据报道，Notch在神经发生中诱导神经胶质并抑制骨骼肌发育中的成肌细胞分化，因此Notch在此结果中的影响似乎是相反的效果。通常认为HES1/5在Notch的下游功能并抑制细胞分化，但是该系统不会诱导HES1/5，并且对Notch功能没有任何补偿。假定这种差异是由于相对于缺口刺激的细胞内环境差异所致，这表明骨髓基质细胞具有与发育细胞不同的独特系统。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The effect of GDNF gene transfer into axotomized retinal ganglion cells using in vivo electroporation with contact type electrode.

使用接触型电极体内电穿孔将 GDNF 基因转移到轴突切除的视网膜神经节细胞中的效果。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Gene Therapy 12
影响因子：
0
作者：
M.Tada;T.ada;Dezawa M.;Takeuchi R et al.;Zhao MZ et al.;Yu S et al.;Itokazu Y;XU Y;M Dezawa et al.;T Mimura et al.;Kamata T et al.;Ishikawa H et al.
通讯作者：
Ishikawa H et al.