脂肪組織由来幹細胞のβ細胞分化法および皮下移植法の研究

脂肪组织干细胞β细胞分化及皮下移植研究

• 批准号: 13F02099
• 负责人: 角 昭一郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F02099/
• 关键词: 間葉系幹細胞; ES細胞; インスリン産生細胞; 分化誘導; 細胞塊形成; 遺伝子導入; 糖尿病; 膵島; 脂肪組織由来幹細胞; 胚性幹細胞; β細胞分化; インスリン分泌細胞

糖尿病は世界的に増加傾向にあり、血糖管理が困難な場合は膵臓・膵島移植の適応となるが、ドナー不足などの問題がある。このため、各種幹細胞からインスリン産生細胞を分化誘導する研究が広く行われている。幹細胞のうち、奇形腫発生が危惧されるES細胞に比し、成体組織から得られる間葉系幹細胞（以下MSCと略）は安全性に勝る。今回の研究では、ES細胞を対照に各種分化誘導法で脂肪由来MSCからインスリン産生細胞の分化誘導を試みた。脂肪由来MSCはラットの精巣上体脂肪織から得た。ES細胞はマウスのD3細胞株を使用した。各種生理活性物質を用いた分化誘導では、第１段階でActivin AとWnt3a、第2段階でFGF-10とCYC、第３段階でRA、FGF-10、CYCとnogginを用いて前腸細胞に誘導し、第4段階でexendin-4、第5段階でexendin-4、IGF-1とHGFを用いた非接着培養で細胞塊を形成させ、膵島細胞へ分化誘導した。遺伝子導入実験では、lentivirusベクターでPdx-1、Ngn-3、MafA、NeuroD1、Isl-1およびPax-4を導入後、2週間培養した。ES細胞では、各分化段階に特徴的な遺伝子発現を示し、最終段階ではPdx-1やMafAを発現した。しかし、インスリンに比べてグルカゴンの発現が強く、目的とする細胞の分化効率は低かった。一方、脂肪由来MSCではこのような遺伝子発現変化は観察されず、目的細胞は得られなかった。遺伝子導入実験では、ES細胞・脂肪由来MSC共にインスリンを含む膵島様遺伝子発現を認め、最終段階で非接着培養や４型コラーゲンコートによる細胞塊形成でインスリンの発現が増強した。今回の検討では、ES細胞で有効な多段階的分化誘導によってもMSCでは膵島細胞が得られなかった。一方、遺伝子導入ではES細胞・MSC共に膵島細胞の特徴を示した。

糖尿病在全球范围内正在增加，在难以控制血糖的情况下，胰腺和胰岛移植是一种迹象，但是存在一些问题，例如供体短缺。因此，已经广泛进行了研究，以诱导各种干细胞中产生胰岛素的细胞的分化。在干细胞中，与对畸胎瘤发育的ES细胞相比，从成人组织获得的间充质干细胞（以下简称为MSC）比平常更安全。在这项研究中，我们试图使用ES细胞作为对照来诱导使用各种分化诱导方法从脂肪衍生的MSC中分化产生胰岛素的细胞。脂肪来源的MSC是从大鼠的附睾脂肪编织中获得的。 ES细胞是小鼠D3细胞系。 In the induction of differentiation using various physiologically active substances, the intestinal cells were induced in the first stage using Activin A and Wnt3a, FGF-10 and CYC in the second stage, and RA, FGF-10, CYC and noggin in the third stage, and cell masses were formed in non-adhesive cultures using exendin-4 in the fourth stage, and exendin-4 in the fifth stage, and IGF-1 and HGF在第五阶段，并诱导了胰岛细胞的分化。在基因转移实验中，使用慢病毒载体引入PDX-1，NGN-3，MAFA，NEUROD1，ISL-1和PAX-4，并培养2周。在ES细胞中，基因表达在分化的每个阶段都是特征，并且在最后阶段表达了PDX-1和MAFA。然而，胰高血糖素表达比胰岛素强，靶细胞的分化效率较低。另一方面，在脂肪衍生的MSC中未观察到基因表达的这种变化，也没有获得靶细胞。在基因转移实验中，ES细胞和脂肪衍生的MSC均显示出含有胰岛素的胰岛素样基因表达，而在最后阶段通过非粘附培养物和4型胶原蛋白涂层形成了胰岛素表达。在这项研究中，即使在ES细胞中有效的多阶段分化诱导，在MSC中也没有获得胰岛细胞。另一方面，基因转移显示了ES细胞和MSC中胰岛细胞的特征。

项目成果

Cell aggregation modulates biological performances of pancreatic beta-cells.

细胞聚集调节胰腺β细胞的生物学性能。

• 发表时间: 2014
• 作者: Yang KC;Yanai G;Chiang CC;Shirouzu Y;Sumi S.
• 通讯作者: Sumi S.

京都大学再生医科学研究所再生医学応用研究部門器官形成応用分野

京都大学最先端医学科学研究所、再生医学应用研究系、应用器官发生系

Bioartificial Pancreas : Slow Progress but Much Promise.

生物人工胰腺：进展缓慢但前景广阔。

• 发表时间: 2014
• 作者: Yang KC;Sumi S.
• 通讯作者: Sumi S.

スフェロイド作製用デバイス、回収方法、及びスフェロイド製造方法

球状体的制造装置、回收方法以及球状体的制造方法

• 发表时间: 2014

L-Glutamine regulates pro-inflammatory cytokines in osteoarthritic chondrocytes.

L-谷氨酰胺调节骨关节炎软骨细胞中的促炎细胞因子。

• 发表时间: 2014
• 作者: Yang KC;Sumi S;Lin FH;Huang TL.
• 通讯作者: Huang TL.