骨髄より間葉系幹細胞を分離回収し増殖と分化を誘導する生体機能性ガラス材料の創製

• Project/Area Number: 19659511
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 補綴理工系歯学
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 平 雅之 Iwate Medical University, 歯学部, 准教授 (60179398)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 吉馬 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (20005036) ; 根津 尚史 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (40264056) ; 佐々木 実 岩手医科大学, 歯学部, 准教授 (40187133)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 磁性マイクロビーズ / マウス骨髄 / 間葉系幹細胞 / ゾルーゲル法 / 磁性粒子 / 特異抗体 / リンカー / 活性化エステル / ポリスチレン

Research Abstract

1.マウス骨髄より間葉系幹細胞を分離回収するのに適した特異抗体に関する情報を文献検索と生物学系学会活動を通じて探し、Sca-1、c-kitとOct4等が妥当と判断された。
2.昨年に引き続き、市販1社(Milteny Biotec社)の特異抗体付き磁性マイクロビーズを用いてマウス骨髄から間葉系幹細胞の回収を試みた。血球系細胞を除去後にSca-1抗体とc-kit抗体を有する磁性マイクロビーズを用いると最大の回収効率が得られた。
3.ストレプトアビジンを表面コートした市販磁性マイクロビーズとビオチン標識1次抗体(例えばSca-1抗体)も当該目的に使用可能であることが確認された。
4.表面にカルボキシル基を有する市販磁性ビーズに琥珀酸イミドとカルボジイミドを加えて有機エステル化しアミド結合によってラットの2次抗体を付加することに成功した。各種の抗ラット・マウス1次抗体(c-kit等)の結合を試みる段階まで立ち至った。
5.ゾルーゲル法で合成した鉄製分配合シリカ系ガラス粉末はポリスチレンとの均質な複合化が困難であり、次段階の抗体との結合が困難であった。今後、複合体の均質化とポリスチレンへの有機官能基(カルボン酸等)の結合効率の改善および2次抗体の安定的結合を行うことを予定している。成功後、骨髄からの間葉系幹細胞の高効率な分離回収が可能になると考えられる。
6.材料開発ではマウスの骨髄細胞を用いたが、ヒトの臨床応用を考慮した場合、ヒト骨髄からの間葉系幹細胞の分離回収が必要なため、今後、ヒト間葉系幹細胞に特異的な抗原の検索とヒト細胞用の磁性マイクロビーズの開発を行う予定である。

Research Products

• [Journal Article] Gene expression analyses of human macrophage phagocytizing sub-μ titanium particles by allergy DNA chip(Genopal^<TM>) (2009)
  • Author(s): Taira, M., Nezu, T., Sasaki, M., Kimura, S., Kagiya, T., Harada, H., Narushima T., Araki, Y.
  • Journal Title: Bio-mcd. Mater. Eng. 19(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation and in vivo evaluation of apatite/collagen packed composite by alternate immersion method and Newton press (2009)
  • Author(s): Taira, M., Nezu, T., Sasaki, K., Saitoh, S., Kagiya, T., Harada, H., Takada, Y., Araki, Y.
  • Journal Title: J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. (未定)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TEM/EDX observation of micro-beads of magnetically activated cell sorting (MACS)system and separation trial of mouse mesenchymal stem cells from bone marrow cells by MACS system (2008)
  • Author(s): Taira, M., Sasaki, K., Saitoh, S., Nezu, T., Kagiya, T., Harada, H., Sasaki, M., Kimura, S., Hirata, I., Araki, Y.
  • Journal Title: J. Oral Tissue Eng. 6(1) Pages: 33-40
  • NAID: 110007004837
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of pH and addition of salt on the adsorption behabivor of lysozyme on gold, silica, and titania surfaces observed by quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (2008)
  • Author(s): Nezu, T., Masuyama, T., Sasaki, K., Saitoh, S., Taira, M., Araki, Y.
  • Journal Title: Dent. Mater. J. 27(4) Pages: 573-580
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アパタイトの骨再生作用 (2008)
  • Author(s): 平 雅之, 荒木吉馬, 帖佐直幸, 佐藤詔子
  • Journal Title: セラミックス 43(4) Pages: 290-293
  • NAID: 10021138416
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アパタイトの骨再生作用 (2008)
  • Author(s): 齋藤 設雄, 佐々木 かおり, 根津 尚史, 平 雅之, 荒木 吉馬
  • Journal Title: セラミックス 43(印刷中)
  • NAID: 10021138416
• [Journal Article] Effect of pH and addition of salt on the adsorption behavior of lysozyme on the gold, silica and titania surfaces observed by quartz crystal microbalance with dissipation monitorin (2008)
  • Author(s): Nezu, T., Masuyama, T., Sasaki, K., Saitoh, S., Taira.M.and Araki, Y.
  • Journal Title: Dental Mater.J. 27(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene expression analyses of human mesenchymal stem cells cultured in osteogenic differentiation medium for 3,7,14 and 21 days by Genome Focus DNA microarray and real-time PCR (2007)
  • Author(s): Taira, M., Chosa N., 他5名
  • Journal Title: J.Oral Tissue Eng. 5 Pages: 35-47
  • NAID: 130004456586
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 交互浸漬法とニュートンプレスによって調製したコラーゲン・アパタイト複合体の骨伝導能の評価 (2008)
  • Author(s): 平 雅之, 荒木吉馬
  • Organizer: 第6回日本再生歯科医学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] 磁性マイクロビーズを用いた間葉系幹細胞の分離回収に関する研究 (2008)
  • Author(s): 平 雅之, 佐々木かおり, 齋藤設雄, 根津尚史, 荒木吉馬
  • Organizer: 日本歯科理工学会北海道・東北支部平成20年度夏期セミナー
  • Place of Presentation: 千歳市
  • Year and Date: 2008-08-24
• [Presentation] 特異抗体付き磁性マイクロビーズを用いたマウス骨髄からの間葉系幹細胞の分離回収の試み (2008)
  • Author(s): 平 雅之, 佐々木かおり, 齋藤設雄, 根津尚史, 荒木吉馬
  • Organizer: 第51回日本歯科理工学会学術講演会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2008-04-26
• [Presentation] 架橋酸性セラチンによるラット歯槽骨ミクロ欠員の早期?復・びにラット頭蓋骨マクロ欠損の再生の試み (2007)
  • Author(s): 平 雅之, 佐々木 大輔, 木寸 重信, 澤田 剛光, 杉山 芳樹, 荒木 吉馬
  • Organizer: 第22回日本歯科産業学会学術講演会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2007-07-22