国立先进产业技术综合研究所 [会长：中钵亮司]（以下简称“AIST”）药物发现基础研究部 [研究主任：小田正直] 馆野博明，首席研究员，平林淳，干细胞工程研究组首席研究员，伊藤雄，研究组组长，小沼泰子，国家研究开发机构首席研究员 与国家研究开发中心主任阿久津秀典合作儿童健康与发展，以及当地独立行政机构东京健康与老年学中心研究副主任丰田正史人类间充质干细胞的差异化和光纯药工业株式会社计划在一年内投入实际使用。
人类间充质干细胞具有自我更新和分化的能力，几乎没有形成肿瘤的风险。再生医学的细胞来源而受到关注。然而，目前还没有办法评估人类间充质干细胞的分化能力，这一直是将该方法应用于再生医学时的一个问题。新开发的技术提高了人类间充质干细胞的分化能力，这对于治疗效果很重要，然后再移植到特定的部位。凝集素进行评估（α2-6唾液酸结合凝集素），有望有助于提高利用人间充质干细胞的再生医学的有效性。
该成果是代表国家研究开发机构新能源及产业技术开发机构（以下简称“NEDO”）和国家研究开发机构日本医学研究开发机构（以下简称“AMED”）进行的，该技术的详细内容发表在2016年4月2日（美国东部时间）的《美国科学杂志》上糖生物学
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| 评估人类间充质干细胞分化能力的技术概述 |
人类间充质干细胞源自骨髓和脂肪等中胚层组织（间充质）成体干细胞的一种类型因此，人类间充质干细胞有望成为再生医学的细胞来源，并且针对多种疾病的临床试验已经在进行中，例如移植物抗宿主病（器官移植的并发症）。在利用人间充质干细胞进行再生医学的临床应用和产业化不断取得进展的同时，人间充质干细胞的质量问题也被指出。从人类身上采集的间充质干细胞在体外生长和分化，然后移植以治疗各种疾病，但人类间充质干细胞是异质细胞群，其特性因供体、培养条件和细胞而异。亚文化它根据数量等而变化。此外，尽管人类间充质干细胞的分化能力被认为对治疗效果具有显着影响，但迄今为止还没有方法对其进行评估。因此，需要开发一种能够方便地评估人类间充质干细胞分化能力的技术。
AIST 密集覆盖细胞表面聚糖快速且高灵敏度凝集素微阵列产业技术研究所正在参与干细胞评价基础技术研究会（NEDO（2014年度）、AMED（2015年度）委托）AMED委托的项目：“开发用于再生医学产业化的细胞制造和加工系统/开发源自人类多能干细胞（心肌、神经、视网膜色素上皮、肝细胞）、开发源自人类间充质干细胞的再生医疗产品制造系统。在该项目中，“开发人类间充质干细胞再生医疗产品的制造系统”项目正在进行研究和开发，目的是实现最能反映临床医疗环境需求的人类间充质干细胞产品的制造和供应系统。这次，我们致力于开发一种利用凝集素微阵列评估人类间充质干细胞分化能力的技术。
使用凝集素微阵列对各种类型的人间充质干细胞进行分析，结果发现四种α2-6唾液酸结合凝集素（TJA1、SSA、SNA、rPSL1a）与具有高分化能力的人间充质干细胞具有高反应性，相反，与具有低分化能力的细胞具有低反应性。
将人脂肪来源的间充质干细胞进行长时间传代培养，并使用分化诱导培养基诱导早期和晚期传代的细胞分化为骨或脂肪。图 1 显示了分别用茜素红 S（一种与钙结合的色素）和油红 O（一种与脂肪滴结合的色素）染色的结果。分化成骨骼或脂肪的细胞被染成红色。人脂肪间充质干细胞在传代初期被诱导分化为骨或脂肪后呈红色，表明其具有分化为骨或脂肪的能力。另一方面，当诱导晚期传代的人脂肪来源的间充质干细胞分化为骨或脂肪时，没有一个细胞被染成红色，表明它们不具有分化为骨或脂肪的能力。
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图1 人脂肪间充质干细胞早期和晚期传代的骨脂肪分化
骨分化：用茜素红 S 染色（骨头被染成红色），
脂肪分化：用油红O染色（脂肪被染成红色）。 |
接下来，当使用凝集素微阵列分析具有分化能力的早期传代的人脂肪来源的间充质干细胞和不具有分化能力的晚期传代的细胞时，四种α2-6唾液酸结合凝集素（TJA1、SSA、SNA、rPSL1a）在早期传代的细胞中表现出比晚期传代的细胞更高的反应性。荧光标记这四种类型的凝集素，流式细胞仪，我们分析了具有分化能力的早期传代人脂肪来源间充质干细胞和不具有分化能力的晚期传代细胞的反应性（图2）。与晚期传代的人脂肪来源间充质干细胞相比，四种凝集素对早期传代细胞表现出更高的反应性，后者不具有分化能力，因此早期传代细胞被强烈荧光染色。
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图2 人脂肪间充质干细胞和α2-6唾液酸结合凝集素在早期和晚期传代的反应性
灰色：对照，蓝线：晚期通过，红线：早期通过
X轴：荧光强度相对值，Y轴：相对细胞数 |
当我们利用液相色谱研究细胞中表达的唾液酸的结合模式时，我们能够在具有分化能力的早期传代人脂肪间充质干细胞中检测到α2-6唾液酸，但在不具有分化能力的晚期传代细胞中几乎检测不到α2-6唾液酸。此外，在人骨髓来源的间充质干细胞和软骨组织来源的软骨细胞中，发现早期传代的细胞具有较高的分化能力，与后期传代的细胞相比，与α2-6唾液酸结合凝集素的反应性更高。另一方面，几乎没有分化能力的人皮肤成纤维细胞不与α2-6唾液酸结合凝集素发生反应。
由这些结果可知，人间充质干细胞、人软骨细胞等人成体干细胞的分化能力可以通过与α2-6唾液酸结合凝集素的反应性来评价。由于新开发的技术可以轻松评估人间充质干细胞的分化能力，因此有望应用于再生医学中使用的人间充质干细胞制造过程中的质量控制。
在四种α2-6唾液酸结合凝集素中，荧光标记形式的rPSL1a（一种在大肠杆菌中制备的重组蛋白）计划在一年内投入实际应用，作为评估人间充质干细胞分化能力的试剂。今后，我们将验证各种人间充质干细胞在再生医学中的适用性，为实现利用人间充质干细胞的再生医学做出贡献。