癌化リスクを排除したiPS細胞由来三次元骨組織の創製と顎顔面骨欠損への応用

• Project/Area Number: 18K17192
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 菅家 康介 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (90779810)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 多能性幹細胞 / 骨再生 / iPS細胞 / 骨組織 / 顎顔面骨欠損 / 癌化

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、マウス人工多能性幹細胞 (miPS細胞)を用い骨再生の基盤技術を構築することを目的とした。miPS細胞由来骨芽細胞の持つ骨基質形成能を利用し、in vitroで三次元骨組織を作製する。さらに、作成した三次元骨組織において細胞成分を全て取り除いたmiPS細胞由来骨組織が、人工骨などに置き換わる新たな医療材料として用いることができるかを検証するものである。申請者らは、マウス人工多能性幹細胞 (miPS細胞)、ヒト人工多能性幹細胞 (hiPS細胞)から低分子化合物のみを用い、無血清、無フィーダー細胞下で効率的に骨芽細胞に分化する方法を開発した。この誘導法は、生体内における骨芽細胞分化の過程を忠実に再現する方法であるとともに、骨格系前駆細胞、前骨芽細胞、骨芽細胞、骨細胞など、各ステージの細胞が豊富に存在するフェイズを持ち、誘導された骨芽細胞は、骨芽細胞関連遺伝子・タンパクの発現及び骨基質の石灰化という2つの生理的な特徴を有する。その基盤技術を元にin vitroにおけるmiPS細胞からの三次元骨組織を創製するため、三次元培養の足場としてアテロコラーゲンスポンジを用い、miPS細胞をアテロコラーゲンスポンジ内に播種し、骨形成能をin vitro および in vivoにおいて評価し、さらにEOG滅菌にて細胞成分の除去を行い、最終的には骨欠損モデルマウスにて骨再生能を有するかを最終目標とし研究を遂行した。

Research Products

• [Presentation] 慎重な周術期管理を要するFreeman-Sheldon症候群の手術経験 (2018)
  • Author(s): 野田 明里、杉山 円、菅家 康介、柏木 美紀、内山 貴夫、西條 英人、星 和人
  • Organizer: 第52回日本口腔科学会関東地方部会学術集会
• [Presentation] 青年期における口腔健康意識に対する男女格差と歯周疾患罹患への影響 (2018)
  • Author(s): 阿部 雅修, 三谷 明久, 藤原 夕子, 杉山 円, 谷口 明紗子, 菅家 康介, 久保田 恵吾, 内野 夏子, 成田 理香, 大里 愛, 西條 英人, 柳元 伸太郎, 星 和人
  • Organizer: 第56回全国大学保健管理研究集会
• [Presentation] 術中に心停止をきたし、蘇生に成功した深頸部膿瘍の1 例 (2018)
  • Author(s): 内山 貴夫、久保田 恵吾、菅家 康介、末永 英之、西條 英人、星 和人
  • Organizer: 第６３回日本口腔外科学会総会・学術大会
• [Presentation] 両側口唇口蓋裂時における口腔内異物の１例 (2018)
  • Author(s): 柏木 美樹，杉山 円，菅家 康介，西條 英人，星 和人
  • Organizer: 第30回一般社団法人日本小児口腔外科学会総会・学術大会
• [Presentation] 東京大学医学部附属病院の唇顎口蓋裂患者における顎裂部へのインプラント治療の臨床的検討 (2018)
  • Author(s): 菅家 康介，西條 英人，久保田 恵吾，内山 貴夫，谷口 明沙子，杉山 円，星 和人
  • Organizer: 第22回公益社団法人日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
• [Presentation] 薄型チタンメッシュを応用しデンタルインプラントにより咬合再建を行った治療経験 (2018)
  • Author(s): 内山 貴夫, 西條 英人,久保田 恵吾，谷口 明沙子, 菅家 康介,杉山 円，星 和人
  • Organizer: 第22回公益社団法人日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
• [Presentation] 口蓋形成術を施行したDandy-Walker症候群の周術期管理と治療経過 (2018)
  • Author(s): 澤田 昌孝，菅家 康介，杉山 円，藤原 夕子, 谷口 明紗子，多喜川 紗耶, 西條 英人,星 和人
  • Organizer: 第206回日本口腔外科学会関東支部学術集会