再生医療の基幹技術としての機能保持細胞株

　近年、幹細胞操作技術を利用し、ケガや病気で損なわれたからだの機能を元通りに戻すために再生医療の技術開発や、遺伝子・タンパク質の機能解析法を駆使した各疾病の診断法や治療技術の開発が注目を集めています。それに併せて細胞レベルから臓器や組織レベルでの生体臓器・組織の再構築へと技術の開発が活発に行われています。

　また、再生医療の技術の一つに、臓器や組織が再生不可能になったとき、提供者(ドナー）から臓器や組織を取り出し、患者さん（レシピエント）に移植する技術開発も活発化しております。この移植医療の技術的な課題は、移植した後、拒絶反応を軽減させながら長期間、生着させることです。さらに、特に日本において、臓器や組織の提供者が極めて少ないことも大きな課題となっております。

　上記の課題を克服するために、臓器や組織、そして細胞を材料として用いるとき、異なる由来組織や動物種から取出された細胞などが利用されております。それに加えて、生体内から一旦取り出され、人工培地等で育てられた組織や細胞は、必ずしも生体内のそれと同じ性状とは言えず、むしろ変化すると言う問題もあります。元の生体組織から見ると、いわゆる”よそ者”です。また、長い間、継代を繰り返すと、細胞株を扱っている人の癖に染まってしまうこともあり、常に元となる組織や細胞株の性状を意識し、取扱いに十分な注意が必要です。

　このようなことから、各種の疾患の分子機構や発症のメカニズムを解明するのはもちろん、再生医療に向けて得られる知見を応用するには、もとの生体の臓器・組織を再構築するには限界があります。
　それゆえに、少なくても、同一系統の動物に由来する同じ遺伝的な背景を持ち、臓器の機能を失わずに保持した組織や細胞系を応用することがヒトモデルとなる臓器・組織の再構築にとって重要と考えます。
　このような機能を保持した臓器・組織を構成するすべての細胞種を、すなわち臓器の実質細胞だけでなく、細胞と細胞のコミュニケーションの仲立ちをする繊維芽細胞も含めた細胞種を同時に集団として扱うことは、個々の細胞が持つ能力を自発的に発揮させ、組織化のための微視的環境の再現が可能になり、各種類の臓器・組織の疾患メカニズムの解明、創薬研究、安全性研究、そして再生医療の実用化に向けた、新しい治療法の技術開発に結びつくと期待します。

募集します

公的研究機関、民間等の研究者の方々へ
樹立した細胞株を利用して、基礎的医学研究領域の技術開発や新薬の開発に有用なスクリーニング系などの新しい技術を共同で開発することが可能な研究者を募集します。
共同研究に興味のある方はご連絡下さい。

お問合せ先　Email: fact-sv40animal@mbr.nifty.com/

　機能保持細胞株を応用した可能な新技術の展開

Fig. 2 　臓器や組織から取り出した機能保持細胞株の応用

個体を構成する臓器や組織から取り出した細胞株について、発現するタンパク質や遺伝子を解析し、タンパク質と遺伝子のプロファイルを作成

Fig. 3　遺伝子改変動物から機能保持細胞株の樹立

 

最近発表した論文の紹介

1 Yoshida S. et al

Proteolytic cleavage of vascular adhesion protein-1 induced by vascular endothelial growth factor in retinal capillary endothelial cells.
Japanese Journal of Ophthalmology 62(2), 256-264 (2018)

２ Murata M. et al

Soluble vascular adhesion protein-1 mediates spermine oxidation as semicarbazide-sensitive amino oxidase as: possible role in proliferative diabetic retinopathy.
Current Eye Research 42(12), 1674-1683 (2017)

3 Kanda A. et al

Aflibercept traps galectin-1, an angiogenic factor associated with diabetic retinopathy.
Invest. 94, 1340-1354 (2014)

4 Kabara M. et al

Immortalized multipotent pericytes derived from the vasa vasorum in the injured vasculature. A cellular tool for studies of vascular remodeling and regeneration.
Lab. Invest. 94, 1340-1354 (2014)

5 Tabuchi Y. et al

Development of oral epithelial cell line ROE2 with differentiation potential from transgenic rats harboring temperature-sensitive simian virus 40 large T-antigen gene.
Invest. 94, 1340-1354 (2014)

6 Murata M. et al

Soluble vascular adhesion protein-1 accumulates in proliferative diabetic retinopathy.
Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 53, 4055-4062 (2012)

7 Izumi Y. et al

Aldosterone requires vasopressin V1a receptors on intercalated cells to mediate acid-base homeostasis.
J. Am. Soc. Nephrol. 22, 673-680 (2011)

8 Tabuchi Y. et al

Establishment and functional characterization of a tracheal epithelial cell line RTEC11 from transgenic rats harboring temperature-sensitive simian virus 40 larege T-antigen.
Cell Biol. Int. 32, 1344-1352 (2008)

9 Tabuchi Y. et al

Genetic networks in nonpermissive temperature-induced cell differentiation of Sertori TTE3 cells harboring temperature-sensitive SV40 large T-antigen.
Cell Biol. Int. 31, 1231-1236 (2007)

10 Obinata M. et al

The immortalized cell lines with differentiation potentials:　<BR>
Their establishment and possible application.
Cancer Science 98: 275-283 (2007)

11 Tabuchi Y. et al

Gene involved in nonpermissive temperature-induced cell differentiation in Sertori TTE3 cells bearing temperature-sensitive simian virus large T-antigen.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 329: 947-956 (2005)

12 帯刀益夫

生体機能保持細胞株を用いた組織再生医学と創薬科学の新展開
Drug Delivery System 18-2　(2003):通巻第88号／隔月刊

 

 

関連特許の紹介

 

1 血管脳関門の株化細胞

特願平11-56380/特開平11-341982（査定なし）

 

本発明は、血液脳関門を構成する脳毛細血管内皮細胞、またはアストロサイト細胞の形質を有する株化細胞を提供する。 　具体的には、Na＋非依存的グルコース輸送担体(以下、GLUT－１）および／またはP-糖タンパク質であるmda1a遺伝子産物を発現する能力を有し、温度感受性変異株SV40ラージT抗原遺伝子を導入したトランスジェニックマウス由来である株化脳毛細血管内皮細胞を提供する。または本発明の脳毛細血管内皮細胞と共培養することにより、脳毛細血管内皮細胞のGLUT－１発現能力を高め、Na＋依存性L-グルタミン酸トランスポーターを発現する能力を有し、温度感受性変異株SV40ラージT抗原遺伝子を導入したトランスジェニックラット由来である株化アストロサイト細胞を提供する。

2 株化血管平滑筋細胞

特願平5-293684/特開平6-209768（第3564156号）

 

動脈硬化巣で観察される平滑筋細胞は、正常な平滑筋細胞（収縮型)とは異なり、増殖・遊走能が亢進した合成型と呼ばれる性質に変化し、異常増殖することが動脈硬化進展の主因の一つと考えられている。当該技術では、平滑筋形質マーカーの発現を維持し、その発現量が培養温度でコントロールできる大動脈由来の平滑筋細胞株、すなわち、試験管内動脈硬化モデル培養系が提供される。 　具体的には、平滑筋型ミオシン重鎖の発現が低く、逆に非筋型ミオシン重鎖を発現している状態の細胞を悪性型のモデルとし、平滑筋型ミオシン重鎖を多量に発現し非筋型ミオシン重鎖の発現が低下している状態の細胞を合成型または収縮型もモデルとすることができる。あるいはまた平滑筋型ミオシン重鎖を発現しているが、カルポニンを発現していない状態の細胞を合成型のモデル、平滑筋型ミオシン重鎖とカルポニンをともに発現している状態の細胞を収縮型のモデルとすることができる。

 

3 樹立細胞

特願2000-574694/WO2000-020599（欧州・特許第1118664号)

 

本発明は、温度感受性突然変異性SV40ｔｓA58のラージT（SV40ｔｓA58ラージT)抗原遺伝子を導入したトランスジェニックラットの網膜毛細血管内皮細胞由来、脈絡叢上皮細胞由来、または脳毛細血管内皮細胞由来の樹立細胞を提供する。 　網膜毛細血管内皮細胞由来株は、SV40ｔｓA58ラージT抗原、グルコース輸送担体(以下、GLUT－１）およびP-糖タンパク質を発現する。脈絡叢上皮細胞由来株は、SV40ｔｓA58ラージT抗原を発現し、Na＋－K+ATPaseおよびGLUT－１輸送担体が細胞膜に局在し、単層培養したときに頂端側（apical side）の細胞膜にNa＋－K+ATPaseが局在する。脳毛細血管内皮細胞由来株は、SV40ｔｓA58ラージT抗原、GLUT－１輸送担体、P－糖タンパク質、アルカリフォスファターゼおよびγ－グルタミルトランスフェラーゼを発現する。

 

＜有用性＞ 　本発明の網膜毛細血管内皮細胞由来の樹立細胞は、シャーレー上で培養すると表裏極性を持つ網膜毛細血管内皮細胞の単一層が得られるため、網膜毛細血管内皮細胞への薬物の取り込み試験により網膜への薬物透過の予測、網膜実質における各種因子や栄養物質の供給と代謝に関する研究、網膜毛細血管内皮細胞に存在する選択的物質透過の輸送機構の研究、網膜毛細血管内皮に対する薬物の毒性研究などに用いることができる。また、グリア細胞の一種のミュラー細胞との共培養により、血液網膜関門を試験管内で再構築することができる。従って、本発明の細胞株は、医薬品の安全性あるいは有効性に関するスクリーニング、眼内の恒常性維持、網膜組織の機能障害に関する疾患の診断及びその治療方法の開発を細胞レベルで研究するのに有用である。 　また、本発明の脈絡叢上皮細胞由来の樹立細胞は、脳の栄養代謝研究、脳内への薬物透過研究や脳脊髄での物質代謝や透過の防御機構の研究に活用できる。 　さらに、脳毛細血管内皮細胞由来の樹立細胞は、血液から脳組織への物質移行を制限している血液脳関門の研究、すなわち、脳の栄養代謝研究や脳内への薬物透過研究および血液脳関門における防御機構の研究に活用することができる。従って、医薬品の安全性や有効性に関するスクリーニング、脳の栄養代謝および恒常性機能障害に関連する疾患の診断やその治療方法の開発の細胞レベルでの研究に有用である。