老化の研究

幹細胞の枯渇 - Stem Cell Exhaustion

 

Hallmarks of Aging episode 8 Stem Cell Exhaustion

加齢に伴って、我々の幹細胞は最終的に分裂する能力を失います。さらに我々は、移動、分化、または死んでしまった幹細胞を補充することができません。結果のひとつとして、我々は白髪のような老化のシンボルを露わにします。

幹細胞の自己複製効率の減少は老化に関連した疾患を確かにもたらす一方、この「幹細胞枯渇」は、DNA損傷栄養感知の制御不全細胞老化、および既に本シリーズで述べた他の生物学的過程の結果であることは明らかです。つまり、幹細胞の枯渇は老化の“真”の特徴ではないという意見もあるでしょう。それにもかかわらず、幹細胞には組織特異的な方法で細胞の運命を決定する特別な役割があるので、幹細胞が移植されれば、複雑な生物としての組織の老化過程において、組織が相互作用する手立てを見つけ、老化している組織の運命を変化させることが可能です。

最近の研究では、環境要因、遺伝的要因および微小環境要因全てがどのように幹細胞の運命に影響するのかということが探索されています。“新しい”シグナル(microRNAのような)はどうやら細胞外小胞を経由して老化した幹細胞に運ばれるらしいのですが、これらの小胞は、抗老化治療に役立てられるでしょうか?

さらに、食事と代謝シグナルもまた、腸内細菌叢からのシグナルの働きと同様に、幹細胞に影響を与えることが明らかです。腸管幹細胞におけるTLR(Toll-like receptor)の発見は、我々の老化は我々の食事と呼吸に依存するだけでなく、我々が体内に保有している細菌によって決定されているという実例を示しています。

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知っていましたか?
【その1】 白髪は毛包中の幹細胞が枯渇した結果です。興味深いことに、毛包から色素幹細胞の欠損は、ストレスに起因することも明らかになってきました。
【その2】 核ラミナは、DNAの複製、転写、および修復に重要な役割を果たしています。LMNA遺伝子は、核ラミナの主要なタンパク質であるA型ラミンをコードしています。LMNAの変異は、プロジェリンとして知られているタンパク質であるプレラミンAをコードする短縮型mRNAの産生を引き起こします。この欠失は、プレラミンAの翻訳後プロセシングを変化させ、早老症(プロジェリア)の典型的な表現型を引き起こす、複数の細胞機能に重大な影響を与えます。LMNAの変異を持つ細胞は、核小疱形成、肥厚核ラミナ、核膜孔複合体の異常分布、および辺縁部ヘテロクロマチンの消失を示します。

特徴と疾患

早老症として知られているハッチンソン・ギルフォード早老症候群(HGPS)は、幹細胞の枯渇によって引き起こされ、組織が修復能や再生機能の低下を起こす部分的な早老症です。プロジェリンはHGPSに関与する重要なタンパク質であり、プロジェリンの発現はヒト間葉系幹細胞の分化を誘導することで、その枯渇をもたらすことが見出されてきています。LMNA遺伝子のエクソン11に起こる一塩基変異が、結果として機能欠損型プロジェリンを生成し、それが約90%のHGPSの原因です。

幹細胞研究
In vitroでの幹細胞モデルの開発

2006年に山中伸弥教授によってもたらされた、体細胞が多能性様の細胞(induced pluripotent stem cells = iPS細胞、人工多能性幹細胞)に戻ることができるという発見は、幹細胞生物学に全く新しい研究領域を作り出しました。iPS細胞は、胚性幹細胞(ES細胞)に関連する倫理的な問題を排除し、研究者たちにアルツハイマー病、パーキンソン病および自閉症のように今まではモデル化することが不可能だったヒト疾患をモデル化することを可能にしました。細胞に多能性を誘導する現在の科学は、新しい応用幹細胞研究時代の創出のため実用的な技術や実験手法をもたらしました。これらの技術革新は、リプログラミングワークフローにおける全てのステップを進化させました。 iPS細胞クローンは、診断または治療に応用する前に慎重にその特徴が解析されなければなりません。ES細胞様の状態を同定された後のiPS細胞は、種々の成長因子、低分子生理活性物質、また他の細胞外微小環境の操作を用いて、経路を明確にして文化を誘導することが可能です。

メルクはこれらの人工多能性幹(iPS)細胞技術の開発、改良に専念しています。キット、試薬、培地、および添加剤というメルクの包括的な製品ポートフォリオにより、研究者の手元には今、細胞リプログラミングのための信頼性の高い、高品質な解決策が存在しています。

以下の関連製品もご確認ください。

製品名 カタログ番号
リプログラミングキット  
Simplicon™ RNA Reprogramming Kit (OKSG) SCR550
Human OKSG-cMyc Simplicon RNA SCR703
Human STEMCCA™ Constitutive Polycistronic (OKSM) Lentivirus Reprogramming Kit SCR544
Human iPS Reprogramming Boost Supplement II SCM094
Mouse iPS Reprogramming Boost Supplement SCM087
幹細胞検出  
AldeRed ALDH Detection Assay SCR150
Alkaline Phosphatase Detection Kit SCR004
ES Cell Characterization Kit SCR001
ES Cell Marker Sample Kit SCR002
Fluorescent Human ES/iPS Cell Characterization Kit SCR078
Fluorescent Mouse ES/iPS Cell Characterization Kit SCR077
Human iPS Selection Kit SCR502
Quantitative Alkaline Phosphatase ES Characterization Kit SCR066
ヒト細胞  
ReNcell® CX Human Neural Progenitor Cell Line SCC007
ReNcell® VM Human Neural Progenitor Cell Line SCC008
Human Oligodendrocyte Progenitors (OPCs) CS204496
Human Mesenchymal Stem Cells (Bone Marrow)  SCC034
Human Adipose Mesenchymal Stem Cells SCC038
マウス・ラット細胞  
EmbryoMax® Embryonic Stem Cell Line - Strain C57/BL6, passage 11, normal male genotype CMTI-2
Mouse Cortical Neural Stem Cells SCR029
Mouse Spinal Cord Neural Stem Cells SCR031
Adult Rat Hippocampal Neural Stem Cells SCR022
N27 Rat Dopaminergic Neural Cell Line SCC048
O9-1 Mouse Cranial Neural Crest Cell Line SCC049
Rat Mesenchymal Stem Cells SCR027
トランスフェクション試薬  
GeneJuice® Transfection Reagent 70967-5
GeneJuice® Transfection Reagent 70967-3
GeneJuice® Transfection Reagent 70967-6
GeneJuice® Transfection Reagent 70967-4
NanoJuice® Transfection Kit 71902-3
NanoJuice® Transfection Kit 71902-4
RiboJuice™ siRNA Transfection Reagent 71115-3
RiboJuice™ siRNA Transfection Reagent 71115-4
RiboJuice™ mRNA Transfection Kit TR-1013
添加剤・成長因子  
PLTMax® Human Platelet Lysate SCM141
Fibroblast Growth Factor basic (bFGF/FGF-2), Human recombinant GF003
Fibroblast Growth Factor basic (bFGF/FGF-2), Human recombinant, Animal Free GF003-AF
Fibroblast Growth Factor basic (bFGF/FGF-2), Human recombinant, Animal Free GF003AF-100UG
Fibroblast Growth Factor basic (bFGF/FGF-2), Human recombinant, Animal Free GF003AF-MG
HumanKine® Thermostable bFGF, Human Recombinant GF446-10UG
HumanKine® Thermostable bFGF, Human Recombinant GF446-50UG
HumanKine® Thermostable bFGF, Human Recombinant GF446-MG
製品名 CAS番号 カタログ番号
関連低分子化合物    
Y-27632 146986-50-7 688000-1MG
Y-27632 146986-50-7 688000-5MG
Y-27632 146986-50-7 688000-10MG
Y-27632 146986-50-7 688000-100MG
InSolution™ Y-27632   688001-500UG
InSolution Y-27632 in DMSO   688002-1MG
InSolution Y-27632, Sterile-Filtered, Cell Culture-Tested   5.09228.0001
ROCK Inhibitor (Y-27632)   SCM075

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