in vivo遺伝子導入による軟骨再生医療への展開
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20K09853
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
山岡 尚世 帝京大学, 医学部, 講師 (10444085)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 一雄 帝京大学, 薬学部, 特任教授 (30130040)
鈴木 亮 帝京大学, 薬学部, 教授 (90384784)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 脂肪幹細胞 / 軟骨再生 / 遺伝子導入 / リピッドバブル / Sox9 / TGF-β / BMP-2 / ソノポレーション |
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| Outline of Research at the Start |
形成外科領域で扱う疾患である小耳症や唇裂口蓋裂の鼻変形などでは、局所的な欠損のみを補うだけでは不十分な場合があり、周辺環境に依存することなく移植した細胞を確実に目的組織へ分化誘導していくことが求められる。そこで本研究では、脂肪幹細胞を用い軟骨細胞へ分化誘導した後、コラーゲンハイドロゲルを足場としてヌードマウスに移植する。移植された細胞にSox9を遺伝子導入し軟骨組織への分化を試みる。導入法として、in vivo 遺伝子導入に最適化した新たな遺伝子導入用正荷電リピッドバブルを開発する。これと超音波の併用によってより安全で確実な軟骨組織再生を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、安全で確実な軟骨組織再生の方法を目指している。脂肪由来幹細胞をTGF-βを含む軟骨分化培地を用いて軟骨細胞に分化誘導し、そこで得られた軟骨細胞をコラーゲン製の足場に投与後マウスに移植した。移植部位でSox9を遺伝子導入用正荷電リピッドバブルで遺伝子導入し、軟骨組織再生への効果を検証した。足場については移植後に十分な強度を保持することが可能な三次元形状を持った多孔体に成形されたコラーゲンスポンジを新たに使用し、これまで使用していたコラーゲンゲルと組み合わせ、ゲルと多孔体とのハイブリッド足場として用いた。この足場により播種された細胞に三次元環境が与えられ、細胞機能が活性化し、より生理的軟骨組織に近い環境が作られることが予想された。そして実際に力学的強度を保った検体を得られることが出来、一定の結果を得ることが出来た。また、遺伝子導入には従来通り正荷電リピッドバブルを用いているが多孔体の容積、添加する細胞数を考慮しながらリピッドバブルの至適量を設定する必要がある。本研究では細胞数に対してのリピッドバブルの至適量については軟骨再生に有用な知見を得られた。しかし、3次元形状を有する多孔体足場を生体内に移植した場合、多孔体内で軟骨基質形成にばらつきが見られることがある。これは生体-細胞間の物質交換量がその部位により差があることが原因であると考えられた。そこで現在は多孔体の至適な孔径やサイズについての再検討を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ゲルと多孔体を組み合わせたハイブリッド足場を用いたことと、細胞数や多孔体の容積に適したリピッドバブルの量の設定がある程度出来るようになったことでより生理的軟骨に近い再生軟骨が得られるようになった。しかし、得られた再生軟骨組織には個体差があり、細胞数に対する多孔体足場のサイズと孔径などについて再度検討が必要であると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究での軟骨組織再生において至適な細胞数、足場の条件、遺伝子導入の方法など、ある一定の結果が得られているため、今後はより個体差の無い安定した組織再生を目指す。
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Report
(4 results)
Research Products
(3 results)
