低酸素環境で刺激された幹細胞由来エクソソームを用いた新たな骨再生
Project/Area Number |
19K19050
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
坂口 晃平 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (70801455)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | 低酸素 / 細胞外小胞 / エクソソーム / 骨再生 / 間葉系幹細胞 / 細胞外膜小胞 |
Outline of Research at the Start |
歯を喪失した患者が歯科インプラント治療を希望するも骨量が不足している場合、骨髄間葉系幹細胞の移植などによる骨再生治療が試みられてきた。研究代表者が所属するグループでは、移植された幹細胞が分泌する液性因子とくにエクソソーム(MSCs-Exo)が骨再生に大きな役割を有していることを明らかにした。さらに予備実験で低酸素条件下で培養回収したMSCs-Exoは通常条件と比し骨再生能を増強する傾向が観察された。 本研究では複数の低酸素条件下で培養回収したMSCs-Exoをラット頭蓋骨骨欠損モデルへ投与し低酸素条件が及ぼす影響を検証し、組織再生効果が高まる理想的な低酸素条件を明らかにし骨再生に有用なmiRNAを同定する。
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Outline of Annual Research Achievements |
1%酸素濃度の低酸素条件で培養回収した間葉系幹細胞由来のエクソソームをラット頭蓋骨欠損モデル(直径5mm)に投与したところ、micro-CTで欠損部における新生骨形成率が21%酸素濃度の条件で培養回収したエクソソームと比べて高く、組織学的に欠損部に早期の新生骨形成が観察された。2%酸素濃度や5%酸素濃度で培養回収したエクソソームでは、1%酸素濃度で回収したエクソソームと比べ新生骨形成率が低かった。また、in vitroにおいても、1%酸素濃度エクソソームと比べ2%おとび5%、21%酸素濃度エクソソームは、幹細胞の増殖能や遊走能が低いことがあきらかとなった。 1%酸素濃度の低酸素条件で培養した間葉系幹細胞から分泌されたエクソソームおよび21%酸素濃度で培養回収した際のエクソソーム、それぞれからRNAを回収した後、マイクロアレイを行いmiRNA発現プロファイリングを行い、発現率が3倍以上のmiRNAを選定した。そのインヒビターを作成してin vitroで幹細胞に投与して細胞動態に与える影響の評価をすすめている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症の感染拡大にともない、物品の納入が遅れたり、研究業務が中断となったりとやや遅滞が生じた。低酸素環境によって培養された間葉系幹細胞が分泌するエクソソームは、通常条件で回収されたエクソソームと比較した核酸プロファイリング、クラスター解析で違いがあることが明らかとなった。インヒビターを使用してエクソソーム内のmiRNAの機能解析をすすめていく。
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Strategy for Future Research Activity |
エクソソームに含まれるmiRNAの機能解析を継続する。miRNAインヒビターを用いてmiRNAの機能を抑制して、骨形成関連遺伝子の発現、細胞の増殖能や遊走能、生存率、分化能などの変化に関して調べる。
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)