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細胞シート工学の骨・軟骨再生医療への応用のための基礎的研究

Research Project

Project/Area Number 17659461
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Orthopaedic surgery
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

星地 亜都司  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (70236066)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鄭 雄一  東京大学, 大学院医学系研究科, 助教授 (30345053)
川口 浩  東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40282660)
中村 耕三  東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60126133)
岡野 光夫  東京女子医科大学, 先端生命医科学研究所, 所長兼教授 (00130237)
大和 雅之  東京女子医科大学, 先端生命医科学研究所, 助教授 (40267117)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords細胞シート / 骨再生 / 軟骨再生 / 温度感受性培養皿 / 骨髄間葉系細胞 / 骨芽細胞 / 軟骨細胞 / コラーゲンフィルム / 蛋白分解酵素処理 / 細胞外基質
Research Abstract

骨・軟骨欠損動物モデルにおける細胞シートによる骨・軟骨再生能の検討
非荷重部の頭蓋骨臨界欠損モデル(円形孔・マウス)を作製し、骨欠損部を、間葉系幹細胞シート(1枚のみから2〜5枚重ねたものまで)で覆い、1,2,4,8週間後に屠殺した。X線撮影、骨密度測定、マイクロCTによる放射線学的検討とあわせて、HE染色で形態を、von Kossa染色およびToluidine-blue染色でそれぞれ骨および軟骨基質の蓄積を評価した。術後4週より骨再生が認められ、8週にかけて再生骨量は増加した。また、シート数を増やすことで再生骨量は増加した。I型コラーゲン、オステオカルシンの免疫染色から、再生骨は成熟した骨基質を有することが示された。さらにTRAP染色、カルセイン二重標識、Villanueva-Goldner染色を用いた骨組織形態計測から、再生骨においては骨代謝機転がはたらいており、旺盛なリモデリングが行われていることも明らかとなった。
膝関節軟骨欠損(マウス大腿骨・非荷重部)を作製し、欠損部に上記と同様に間葉系幹細胞シートを移植した。術後2週で軟骨の再生が認められた。トルイジンブルー染色において、再生軟骨組織はメタクロマジーを呈しており、免疫染色においてはII型コラーゲン陽性・X型コラーゲン陰性であった。以上より永久軟骨の形質を保持していると示唆された。
頭蓋骨臨界欠損モデル・膝関節軟骨欠損モデル共に、現在再生組織の長期経過を術後半年までの予定で観察中である。良好な結果が得られた場合は、研究期間終了後も大動物(イヌ)を用いた検討を行いたいと考えている。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (7 results)

  • [Journal Article] Tailor-made tricalcium phosphate bone implant directly fabricated by a three-dimensional ink-jet printer.2006

    • Author(s)
      Kazuyo Igawa
    • Journal Title

      Journal of Artificial Organs 9(4)

      Pages: 234-240

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Neurologic level diagnosis of cervical stenotic myelopathy2006

    • Author(s)
      Atsushi Seichi
    • Journal Title

      Spine 31(12)

      Pages: 1338-1343

    • NAID

      10020593362

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Recent advances in cartilage metabolism research2006

    • Author(s)
      Yosuke Kawasaki
    • Journal Title

      Clinical Calcium 16(10)

      Pages: 1730-1735

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Contribution of runt-related transcription factor 2 to the pathogenesis of osteoarthritis in mice after induction of knee joint instability.2006

    • Author(s)
      Satoru Kamekura
    • Journal Title

      Arthritis and Reumatism 54(8)

      Pages: 2462-2470

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 骨・軟骨の再生医療2005

    • Author(s)
      鄭 雄一, 川口 浩, 中村 耕三ら
    • Journal Title

      分子細胞治療 4巻・4号

      Pages: 47-47

    • NAID

      50000092845

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification of a potent combination of osteogenic genes for bone regeneration using embryonic stem (ES) cell-based sensor

    • Author(s)
      Shinsuke Ohba
    • Journal Title

      FASEB Journal (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A novel osteogenic helioxhantin-derivative acts in a BMP-dependent manner

    • Author(s)
      Shinsuke Ohba
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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