磁場を用いた臍帯血由来間葉系幹細胞の長期凍結保存法の確立

• Project/Area Number: 15K20596
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Orthodontics/Pediatric dentistry
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 小島 俊逸 広島大学, 医歯薬保健学研究院(歯), 助教 (00707135)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 長期凍結保存 / 磁場

Outline of Annual Research Achievements

臍帯血由来間葉系幹細胞の分離培養・増殖が不十分で凍結保存をすることが困難であった。そこで、脂肪由来間葉系幹細胞にて研究を行った。細胞を増殖させた後、最終到達温度、植氷時間、磁場強度がMSCsの生存に及ぼす影響について検討を行った。細胞の凍結保存には、凍結保存液として10%ジメチルスルホキシド(DMSO)含有凍結保存液およびDMSO非含有凍結保存液を使用し、プログラムフリーザーにてそれぞれ一次冷却を施した後、-150℃の超低温フリーザーに保存した。細胞を7日間凍結保存した後、解凍し、生存細胞数の算定を行った。また、解凍後48時間培養した後の増殖細胞数についても同様に算定した。
また、間葉系幹細胞の長期凍結保存を検討するために、ラット由来骨髄由来間葉系幹細胞を急速凍結と磁場を利用した凍結保存（最終到達温度-30℃、植氷時間15分間、磁場強度0.1mT：CAS群）を3年間凍結保存した後、解凍し、生存細胞の算定を行った。また、解凍後1週間、2週間培養した後の増殖細胞数についても同様に算定した。
その結果、以下のことが明らかとなった。
1．DMSO群、非含有DMSO群のいずれにおいても、最終到達温度-30℃、植氷時間15分間、磁場強度0.1mTの条件が、凍結したMSCsの最も高い生存率と増殖能を示した。DMSO群では細胞生存率が約85%、細胞増殖能が約101.43%といずれも高い値を示した。
2．急速凍結群とCAS群では細胞生存率は49%、89%と大きくCAS群が高い生存率を示した。また細胞増殖能においても1週間後では、63%、131%、2週間後で164%は294%とともにCAS群が高い増殖能を示した。
以上のことから磁場を用いたMSCの長期凍結保存がさまざまな治療における有用性が強く示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Cranial suture-like gap and bone regeneration after transplantation of cryopreserved MSCs by use of a programmed freezer with magnetic field in rats. (2015)
  • Author(s): Kojima S-I., Kaku M., Kawata T., Motokawa M., Sumi H., Shikata H., Abonti TR., Kojima S-T., Yamamoto T., Tanne K., Tanimoto K.
  • Journal Title: Cryobiology Volume: 70 Issue: 3 Pages: 262-268
  • DOI: 10.1016/j.cryobiol.2015.04.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant