エクソソームによる細胞創薬としての新規骨再生材料の開発

• Project/Area Number: 19K10195
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 山田 陽一 大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (20345903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 俊輔 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (40275227) ; 草野 薫 大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (80382498) ; 山田 さやか (中村さやか) 大阪歯科大学, 歯学部, 講師(非常勤) (40437033)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 再生医療

Outline of Research at the Start

エクソソームは、細胞間の相互作用において重要な役割を果たすことが示唆されてきており、医療への応用が期待されている。本研究の目的は、骨再生の有効性が明らかとなってきている幹細胞から分泌されるエクソソームの骨再生能を検索し、骨再生医療への応用の可能性について検討することである。また、生体材料などとの併用も視野に入れ、低コストで汎用性の高い新規骨再生療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

現在、重度歯槽骨吸収、萎縮の改善に対する骨造成法としては自家骨移植がスタンダードであるが、健常部位を損傷する、採取量に限界があるばかりか患者への侵襲が大きいなどの問題点があげられている。また、同種、異種他家骨、人工材料を用いる方法もあるが、骨形成能が不明確で、感染などの危険もあり、安全性や有効性が疑問視されているのが現状である。近年、細胞を用いた再生医療の研究が進み、臨床応用へと発展し、安全性、有効性が示唆されている。しかし、費用対効果などが懸念されている。一方、細胞から分泌されるエクソソームは、新規細胞間コミュニケーション因子として注目されており、由来する細胞と類似の機能を有することから、細胞移植に替わる新規治療剤として期待されている。そこで本研究では、間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームを応用することで、新規骨再生療法を開発することを目的とした。本年度は、まずヒト歯髄・骨髄間葉系幹細胞由来エクソソーム回収方法の最適化を行った。具体的には、ヒト抜去歯（永久歯および乳歯）より歯髄組織を摘出して酵素処理を行い、歯髄由来間葉系幹細胞を分離・培養した。得られた細胞が間葉系幹細胞の特徴を有することをフローサイトメトリー解析にて確認した。歯髄・骨髄間葉系幹細胞を無血清培地で培養した後、培養上清を回収して後、フィルターで濾過し、エクソソームを回収した。回収したエクソソームを透過型電子顕微鏡にて観察（TEM）、粒径測定を行った結果、エクソソームが回収されていることが確認された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒト歯髄・骨髄間葉系幹細胞由来エクソソーム回収に成功し、回収方法を確立できたため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、当初計画を完遂すべく間葉系幹細胞由来エクソソームの骨再生医療への応用について検討を重ねる予定である。