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The elucidation of osteoarthritic pathogenesis based on the modification of oxygen tension for mesenchymal stem cells

Research Project

Project/Area Number 18K16631
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionNara Medical University

Principal Investigator

Inagaki Yusuke  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (60707529)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
KeywordsiPS細胞 / 骨分化 / 酸素濃度 / 変形性関節症 / 変形性膝関節症 / 間葉系幹細胞
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to elucidate the osteoarthritic pathogenesis based on the modification of oxygen tension for mesenchymal stem cells. The materials have been changed to human induced pluripotent stem cells(iPSCs) to utilize abundant research resources.
First, the experimental system for the osteogenic differentiation of human iPSCs was established with the conventional oxygen tension. In the reverse transcription quantitative polymerase chain reaction of the system, TATA box binding protein (TBP) was chosen for the internal control gene based on four algorithms. The experiment continues with the modification of oxygen tension.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

変形性膝関節症の組織学的特徴として、骨代謝亢進の結果、骨硬化・骨棘といった過剰な骨形成があげられ、多くの報告がされてきたが、その詳細な機序はまだまだ不明な点がある。研究代表者らは低酸素環境にて培養されたのラット骨髄間葉系幹細胞が通常酸素環境に暴露されるとその骨形成能が大きく促進されることを報告した。本研究にて、ヒトiPS細胞の骨分化法を確立し、その遺伝子発現評価において、TATA box binding proteinを最適なインターナルコントロール遺伝子として決定したことは、今後酸素濃度を変化させヒトiPS細胞骨分化実験を継続していくうえで、学術的・社会的意義がある。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] RT-qPCR analyses on the osteogenic differentiation from human iPS cells: an investigation of reference genes2020

    • Author(s)
      Okamura Kensuke、Inagaki Yusuke、Matsui Takeshi K.、Matsubayashi Masaya、Komeda Tomoya、Ogawa Munehiro、Mori Eiichiro、Tanaka Yasuhito
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 11748-11748

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68752-2

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In vitro osteogenesis of rat bone marrow mesenchymal cells on PEEK disks with heat-fixed apatite by CO2 laser bonding2020

    • Author(s)
      Kawasaki Sachiko、Inagaki Yusuke、Akahane Manabu、Furukawa Akira、Shigematsu Hideki、Tanaka Yasuhito
    • Journal Title

      BMC Musculoskeletal Disorders

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 692-692

    • DOI

      10.1186/s12891-020-03716-1

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 整形トピックス 骨形成細胞シートによる移植腱骨孔間治癒の促進(解説)2020

    • Author(s)
      稲垣 有佐
    • Journal Title

      整形外科

      Volume: 71 Pages: 138-138

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      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Silicate-substituted strontium apatite nano coating improves osteogenesis around artificial ligament2019

    • Author(s)
      Egawa Takuya
    • Journal Title

      BMC Musculoskelet Disord

      Volume: 20 Issue: 1 Pages: 396-396

    • DOI

      10.1186/s12891-019-2777-8

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 骨形成細胞シートを用いた移植腱骨孔間治癒の促進(解説)2019

    • Author(s)
      稲垣 有佐
    • Journal Title

      日本整形外科学会雑誌

      Volume: 93 Pages: 1091-1097

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    • Author(s)
      杉本 啓紀、稲垣 有佐、赤羽 学、吉良 務、川崎 佐智子、田中 康仁
    • Organizer
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      稲垣 有佐、川崎 佐智子、杉本 啓紀、吉良 務、赤羽 学、田中 康仁
    • Organizer
      第135回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会
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      岡村 建祐、稲垣 有佐、森 英一朗、岡本 公一、内原 好信、小川 宗宏、田中 康仁
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      杉本 啓紀、稲垣 有佐、赤羽 学、古川 彰、吉良 務、川崎 佐智子、内原 好信、斎藤 謙一郎、岡本 公一、西村 優輝、田中 康仁
    • Organizer
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
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      赤羽 学
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      吉良 務
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      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
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      稲垣有佐
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      稲垣有佐
    • Organizer
      第38回整形外科バイオマテリアル研究会
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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