成果報告書詳細
管理番号20100000002415
タイトル平成19年度-平成21年度成果報告書 基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発/橋渡し促進技術開発 間葉系幹細胞を用いた再生医療早期実用化のための橋渡し研究
公開日2011/1/8
報告書年度2007 - 2009
委託先名国立大学法人大阪大学
プロジェクト番号P07022
部署名バイオテクノロジー・医療技術開発部
和文要約大阪大学医学部附属病院未来医療センターおよびアスビオファーマ(株)では、有力な幹細胞源としてヒト脂肪組織由来幹細胞の分離法を検討している。これまで、膵β細胞誘導に関してIslet-1を発現する幹細胞、肝細胞誘導に関してGATA-4を発現する幹細胞として、ヒト脂肪組織から脂肪組織由来多系統前駆細胞を単離培養することに成功した。さらに、ヒト脂肪組織から得られた脂肪組織由来多系統前駆細胞に関して、継代培養に最適な培地の開発を行い、未分化マーカーであるIslet-1および肝前駆細胞マーカーであるGATA-4の発現を維持したまま10代以上継代することに成功した。 さらに、骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)と大阪大学未来医療センターにて調製された脂肪由来間葉系幹細胞2種類(ADSC, ADMPC)について、細胞培養期間中の遺伝子発現レベルの変化を比較したところ、由来の違う3種類の細胞に共通してBmi-1, c-myc, STAT5などは培養期間中の発現レベルの変化が認められなかった。また、hMSC、ADSCの液体窒素にて凍結保存した際の遺伝子発現への影響について検討したところ、どちらの細胞も数百の遺伝子発現レベルが有意に上昇していた。しかしながら、hMSCのin vitro培養中における不都合な変化の有無に関する判断基準の一つとなり得るのではないかとこれまでに着目しているいくつかの遺伝子の発現には両細胞とも凍結保存による有意な変化は見られなかった。 また、間葉系幹細胞の細胞加工プロセスを、GMP3原則を守りながら実現する間葉系幹細胞培養の工程管理システム(セルプロセッシングマネージメントシステム)の開発を行った。細胞の取り違えを防止するための、工程管理システムの機能の1つであるインキュベータの開閉管理機能を開発した。このシステムは、インキュベータに設置した電気錠の開錠/施錠および管理を行うシステムであり、指図書作成時におけるドア種別の指定を可能にし、製造作業時におけるドアの取り違いや開閉手順の誤りを抑止することを可能とする。さらに、工程管理システムの付加機能である、細胞画像による工程作業判断機能の仕様及び工程管理に接続するためのソフトウエアの開発を行った。本機能を用いることで、細胞培養現場から離れた場所で細胞の培養の様子を観察でき、ソフトウエア等で継代のタイミングを判断するといった、工程の進行判断から担当者の個人差を減少するとともにユーザビリティの向上を実現できる。
英文要約Title: Technology Development Projects for Prompt Bridging. Developments toward Prompt Application of Regenerative Medicine with Mesenchymal Stem Cells. (FY2007-FY2009) Final Report
Adult human mesenchymal stem cells (hMSCs) derived from bone marrow or adipose tissue have the pluripotency to differentiate into not only the cells of mesodermal origin but also myocytes, hepatocytes, and neural cells. Therefore, hMSC have many potential clinical applications. First, we have succeeded in isolated adipose tissue derived multilineage progenitor cells from human adipose tissue as the stem cells, which developed GATA-4 and Islet-1. And we have developed the protocols for regeneration of pancreas β cells or hepatocytes from human adipose tissue derived multilineage progenitor cells and have proved that these regenerated cells developed the mRNA which must be specific for pancreas β cells or hepatocytes. For clinical application, it was essential to develop the protocols for regeneration of pancreas β cells or hepatocytes in higher function, therefore, we have confirmed the animal models for diabetes mellitus and chronic hepatitis. Second, to establish of quality evaluation system for the clinical applications using hMSC, in this study, we analyzed changes of mRNA expression in hMSCs during in vitro culture by DNA microarray analysis. At first, we investigated the effects of serum-free media and freeze storage for MSC on gene expressions in hMSC. We found these conditions changed gene expressions. Second, adipose-derived stem cells (ADSC) and adipose tissue derived multilineage progenitor cells (ADMPC) prepared by Osaka University Hospital Medical Center for Translational Research were also investigated the changes of gene expressions during in vitro culture and freeze storage compared with hMSCs. We noticed the specific genes of MSC associated with the Tumorigenesis and Cell Cycle Progression for quality evaluation of hMSC. Third, we have developed the door opening and closing management function of incubator which is one of the functions of processing management system. In 2008, we developed the specifications of process work judgment by cell pictures and software that connects with process management as an additional function of process management system. By utilizing this function, it is now possible to monitor the culturing status of cells at a remote place and it helps judge the process progress such as the judgment of passage timing and also reduce the difference among individual as well as enhance the usability. Also, this software contributes to raise the product quality by storing the pictures of cells periodically. This function was integrated into the process management system and the operational verification was completed.
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