◆フードテック：セルフリトリート：和漢方、薬膳食育シリーズの開発。#修復的医学 の知恵の普及と共に
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◆免疫の司令塔、プラズマリンパ球の活性化には食物繊維
岡山大学研究成果 ◆発表のポイント
免疫機能が細菌やウイルスなどの異物に反応し、侵入を防いだり、攻撃しようとすることを免疫応答といいます。
腸内細菌が産生する短鎖脂肪酸が、細胞内のヒストン脱アセチル化酵素を阻害することで、樹状細胞の樹状突起の伸長を誘導することを発見しました。
短鎖脂肪酸によって刺激を受けた樹状細胞は、病原体の取り込み機能とその病原体に対する免疫応答の活性化機能が上昇することを見出しました。
本研究成果は今後、樹状細胞の機能調節を標的とした新たな疾患治療につながることが期待されます。
樹状細胞は病原細菌などを取り込み、T 細胞に提示することで病原体の排除のための免疫応答を 誘導する役割を持ちます。樹状細胞は全身に分布していますが、局在する周辺の因子によって、その性質が変化することが知られています。
腸管粘膜に存在する樹状細胞は、腸管に病原性の細菌が 侵入するとそれらを取り込み、免疫応答を誘導します。これまでに、腸管粘膜の樹状細胞が腸管上 皮細胞を横断し、腸管腔へと樹状突起を伸長させることで病原体を取り込むことが報告されていま す。しかしながら、どのような因子が突起の伸長を促進するのかは完全には明らかとなっていませ んでした。
＜研究成果の内容＞ ヒトなどの生体内の腸管に存在する腸内細菌は、様々な成分を産生することで生体に影響を与え ることが知られています。その中でも、●「プロピオン酸、酪酸、吉草酸といった短鎖脂肪酸」は、腸内細菌が産生し腸管内に高濃度で存在します。
本研究では、短鎖脂肪酸が樹状細胞の樹状突起の伸長を促進することを見出しました（図 1）。また、突起伸長を誘導するメカニズムを解析し、短鎖脂肪 酸によるヒストン脱アセチル化酵素の阻害が、樹状細胞のアクチン細胞骨格の再構成を促進し、形 態変化を誘導することを明らかにしました。また、短鎖脂肪酸で刺激された樹状細胞では、細胞外 からの病原体の取り込み機能、および T 細胞への抗原提示機能が亢進していたことから、短鎖脂肪 酸による突起伸長の誘導は、腸管の樹状細胞による免疫応答を促進すると考えられました。
＜社会的な意義＞
腸管などの生体に侵入した病原体が排除されるためには、樹状細胞が病原体を取り込み、免疫応 答が活性化されることが重要です。本研究から、樹状細胞は腸管では、腸内細菌の産生する短鎖脂 肪酸による刺激によって突起伸長を促進することで、免疫応答を活性化することが考えられます
食物繊維を毎日、30ｇ以上取り入れる戦略的ユニバーサルメニューの開発。
取り入れやすい食物繊維食材を開発すること。これらは、和漢方、食育シリーズとなる。森永製菓さんの「テクノロジー」を活用して、食を通じたウェルネス／サステナブルを実現するアイデア募集に応募する準備をしています。
【ネイチャー論文日本語翻訳】
Abstract 要約
我々は最近、負傷したマウス骨格筋からの幹細胞の新規な集団を発見しました。これらの傷害誘導性の筋肉由来幹細胞様細胞（iMuSCs）は部分的に分化した筋原細胞から再プログラムおよび多能性のような状態を表示しています。このような神経性および筋原分化などの複数の系統に分化する能力を含むiMuSCs展示幹細胞の性質;彼らはまた、in vivoでの筋肉の生着の強力な能力を実証する優れた移行容量を表示します。 IMuSCsには、いくつかの多能性および筋原幹細胞マーカーを発現します。胚様体及び奇形腫を形成する能力を有し、そして3つのすべての胚葉に分化することができます。また、胚盤胞のマイクロインジェクションは、iMuSCsキメラ胚に貢献したが、生殖系列伝達を完了できなかったことを示しました。我々の結果は、iMuSCsが負傷した骨格筋の微小環境によって生成された多能性の部分的に再プログラムされた状態であることを示しています。
Introducion 導入
損傷後の組織修復は、組織常駐前駆体および幹細胞の活性化、および局所および全身の信号に応答する細胞の浸潤の多様性を含む複雑な生物学的プロセスです。哺乳動物の骨格筋の再生には、筋線維の基底膜と筋細胞膜の間に位置する単核細胞の集団である衛星細胞と筋肉幹細胞（MuSCs）、などの常駐筋前駆cells1,2の活性化および増殖に依存しています。 MuSCsは、細胞の機能的に不均一な集団であり、可変増殖速度、マーカー発現プロフィール、自己再生能力、クローン原性および分化capacities2,3を持っています。我々は以前MuSCsうち、iMuSCsの小集団が存在することを発見した、我々のlaboratory4で確立Cre-loxPシステムを用い、損傷したマウスの骨格筋から単離することができます。我々はiMuSCsは、CD34を発現するのSca1（細胞抗原-1幹）、およびPAX7（ペアボックスタンパク質7）だけでなく、vivo5に強い筋原性分化および筋肉の再生能力を提示するだけでなくことが示されています。さらに、我々はiMuSCsは、細胞の挙動を幹実証し、そのような癒さ骨格muscle4におけるCD31 +内皮様細胞などの非筋原性系統に分化することが可能であることを実証しました。ここでは、さらに、それらの形態、マーカー発現プロフィール、多能性、渡り鳥能力と分化能力に焦点を当て、iMuSCsの特有の性質を調べます。
Results 結果
我々の確立された細胞分離法（図1a）を適用することによりiMuSCs正常負傷したマウスの前脛骨（TA）筋から単離しました。三日後、細胞単離後、増殖iMuSCs（約全体筋細胞集団の0.1％）を培養皿に現れました。しかし、細胞は、対照から確立された培養物中に存在していない無傷の筋肉（図1b）。顕微鏡評価は、代表iMuSCsは、直径5-7ミクロンであった比較的大きな核と細胞質の狭いリムが含まれていることが明らかになりました。それらの核はMSX1（MSHホメオボックス1）式（補足図S1aと）とヘキスト33342陽性および取り込まれたBrdU（ブロモデオキシウリジン）となりました。たてPAX7とのSca1（図1c）を発現する少数の細胞であったそのうちの陽性細胞を単離し、またはiMuSCsの初期の人口はMSX1およびCXCR4（CXCケモカイン受容体タイプ4）の割合が高いが含まれていました。全体生検負傷したTA筋肉の遺伝子発現分析は、MSX1、（またPOU5F1と呼ばれる）のOct4、Sox2の制御無傷古い脛骨筋（図1dおよび補足図と比較してアップレギュレート（SRYボックス2）およびNanogの発現がありました。S1bが）。新たに単離したiMuSCsは筋原幹細胞関連マーカー、すなわちのSca1、PAX7およびCD34、およびコア多能性マーカー遺伝子、すなわちのOct4、Sox2のおよびNanog発現した（図1E及び補足図。S1cを）。培養iMuSCsは、13時間の平均の細胞集団の倍加時間を有する筋成長培地中でin vitroで増殖させました。細胞遺伝学的解析は、iMuSCsが正常な女性核型を持っていたことを明らかにしました。しかし、染色体異常は、染色体5（補足図S1D）のためのトリソミーで、その結果、長期培養（継代33）の間に現れました。また、iMuSCsが顕著マイグレーション特性を有していたことを発見しました。タイムラプス運動性アッセイからのデータは、iMuSCsは対照マウス筋芽細胞株、C2C12に比べて長く、より高い速度と距離を移行していることを確認し、コントロールから分離しMuSCsは（図1F）筋肉を無傷。また、iMuSCsはmRNAレベル（図1G）でβカテニンおよびいくつかのカドヘリンを高レベルで発現しました。
体外多能分化アッセイでiMuSCsはMyHC +（ミオシン重鎖）制御MuSCsとC2C12筋芽細胞（図2a）と同様の融合インデックスを持つ筋分化培地中で筋管と融合することができたことを示しました。 iMuSCsもBMP2と骨形成培地内の骨形成系統（補足図S2）に分化することが可能でした。 iMuSCsも簡単かつ効果的に、一週間のために神経幹細胞培地（方法を参照）で一度培養ニューロスフェアの形成を介して神経性系統に誘導することができた（図2b）、制御一次筋芽細胞およびMuSCsはこれらの構造を形成するの兆候を示さありませんでした。 iMuSCsによって誘発されるニューロスフェアは、神経表現型を示し、ネスチン、CNPアーゼとNefm（ニューロフィラメント）（図2b）を表明しました。 3週間後、神経分化培地にラミニン/ポリオルニチンコーティングした単層培養でメッキ再ニューロスフェアは、三つの主要な神経系統（ニューロン、アストロサイト、およびオリゴデンドロサイト）に分化することができ、彼らはMtap2を表明し、βチューブリンIII、Nefm 、ネスチンおよびOlig1 / 2（オリゴデンドロサイト転写因子1/2）（図2B、C）
さらにiMuSCsの起源を調べるために、我々は、in vivo筋肉内移植試験で行いました。 iMuSCsと制御MuSCs同数のは6 6-8週齢の雄のmdx / SCIDマウス（ジャクソン研究所、米国）のTA筋に注射しました。二三週間の細胞移植後、我々はホストのTA筋肉のユートロフィンとジストロフィン（図2d）の発現を検出し、iMuSCs制御MuSCs（図2d）と比較して、より大きく、より強固なジストロフィン+筋肉移植片を形成していることが観察されました。
我々はまた、iMuSCsの遺伝子及びタンパク質発現プロファイルを明らかにするために、定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）および免疫組織化学分析を行い、胚性幹細胞（ESC）および筋原幹細胞（C2C12及びMuSCs）にこれらを比較しました。 iMuSCsはESCのと同様に、（B、図3a及び補足図のS3a）のOct4、SSEA1（段階特異的胚抗原1）、Sox2の、CXCR4、MSX1、PAX7、とのSca1を発現したが、より低い発現レベルで。 QPCR分析はiMuSCsがESG1及びDAX1（図3B）を除いて、多能性マーカー遺伝子の大部分を発現することを明らかにしました。しかし、ESCは異なり、iMuSCsは筋原性マーカー遺伝子を発現し、興味深いことに、始原生殖細胞関連マーカーの一部、例えばBlimp1とフラジリス、そのようなCD45またはCD90（図3c）として、他の系統に関連した遺伝子を発現しませんでした。また、iMuSCsは、アルカリホスファターゼ（図3a）に対して陽性でした。これらの結果は、彼らが筋原性メモリ（ESCのに比べて、筋原性遺伝子の例えば、高発現を維持するため
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ネイチャーにマウスの体細胞が初期化して多能性を持つ「STAP現象」がアメリカの研究者により発表されました
【笹井芳樹博士の驚きは幹細胞学者として正しかった】
http://www.nature.com/news/acid-bath-offers-easy-path-to-stem-cells-1.14600 より～
体細胞が物理的要因で未分化の状態に戻り、多能性を持つ細胞に変化する＿小保方さんの「酸性の液に浸けるストレスにより細胞が未分化の状態に戻り、様々な身体の組織に分化できる多能性細胞になる」事をSTAP現象と名付けた研究結果と同じ原理だと言える。
外部刺激により、体細胞を幹細胞に出来るとした小保方さんのSTAP実験について故笹井芳樹博士（享年５２）はネイチャーの記者デイビット氏にこう話した。「素晴らしい成果です。私自身、外部からのストレスが細胞にこのような効果をもたらすとは思ってもみませんでした」この驚きは正しかった。ノーベル賞級の研究者でさえも、思いもよらない未知の細胞生態を小保方さんは発見していたのだ。
【小保方晴子さんの発見は真実だった事が証明された】
小保方晴子さんは細胞培養中、細胞にストレスをかけると分化多能性を持つようになるアイデアが浮かんだという。今回のネイチャーの報告書で小保方さんのアイデアの本筋は間違っていなかった事が証明された。小保方さんは細胞にストレスをかける実験は低酸性液だけではなく、細胞膜に穴を開ける方法や細い管に細胞を通す等の物理的圧迫なども試し、多能性マーカーを発現するようになった、と報告している。
【STAP細胞と全く同じ物ではないが、STAP現象とされる細胞の初期化は証明された】
物理的圧迫で細胞が初期化し、多能性を持つとする現象が報告された事により、細胞がリプログラミングする事がある、という事が解った。「細胞はいったん分化したら未分化の状態に戻る事は無い、細胞は分化が進んで行くだけ」「体細胞が未分化細胞になり、幹細胞状態として身体組織を作れるようになるなんて事はない」とするSTAP否定派はこの実験結果をどのように捉えるのか？
論文に引用された小保方さんの論文。
ハーバード留学時代に書かれ、再生医学専門誌「ティッシュ・エンジニアリング誌」に掲載された「The Potential of Ston Cells in Adult Tissues Representative of the Three Gern Layers」
体細胞が多能性を持つようになる研究が実験段階である事を示すために引用されている。博士号を授与される前に、多能性細胞について書いた論文が一流の研究者達の参考になっていた。小保方さんはこの論文を元に博士論文を書いたが、間違って草稿を製本し早稲田大学に提出したために、「不正により学位の授与を受けた」と判定され、学位を剥奪された。
STAP細胞報道最新記事「STAP 成功した STAP 三回見た 研究者達の証言」 http://biz-journal.jp/2016/04/post_14897.html
ご意見ご感想をお待ちします。木星通信 上田 まみ < mjp@mbr.nifty.com >
関連ブログ 木星通信 理研STAP細胞論文調査委員会報告、改革委提言等への根本的疑問
理研 STAP細胞論文公式発表 ２０１４年１月
http://megalodon.jp/2016-0104-1552-26/www.riken.jp/~/media/riken/pr/topics/2014/20140702_1/140702_1_1_jp.pdf
より〜
『この現象がリンパ球という特別な細胞だけで起きるのか、あるいは幅広い種類の細胞でも起きるのかについて検討しました。脳、皮膚、骨格筋、脂肪組織、骨 髄、肺、肝臓、心筋などの組織の細胞をリンパ球と同様に酸性溶液で処理したところ、程度の差はあれ、いずれの組織の細胞からもOct4陽性のSTAP細胞が産生されること が分かりました。
また、酸性溶液処理以外の強い刺激でもSTAPによる初期化が起こるかについても検討しました。その結果、細胞に強いせん断力を加える物理的な刺激(細いガラス管の中 に細胞を多数回通すなど)や細胞膜に穴をあけるストレプトリシンOという細胞毒素で処理する化学的な刺激など、強くしすぎると細胞を死滅させてしまうような刺激を少 しだけ弱めて細胞に加えることで、STAPによる初期化を引き起こすことができることが分かりました。』引用終わり〜
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