鋳型周囲の未分化細胞と組織体による顎裂部の骨再生誘導技術開発

• Project/Area Number: 21K09931
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 内田 洋子 (大山洋子) 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40897857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古村 眞 東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (10422289)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 鋳型 / 鋳型周囲被包化組織 / 骨再生 / biotube / 口唇口蓋裂

Outline of Research at the Start

口唇口蓋裂の顎裂部は、自家腸骨海綿骨細片移植が行われるが、低侵襲で安全確実な技術が必要である。我々は、生体内の異物を被包化する線維性組織体を組織欠損部位に移植すると、気管軟骨や横隔膜筋肉の自己再生を確認している。この線維性組織体の構成細胞は、骨芽細胞・軟骨・脂肪細胞に分化可能で間葉系幹細胞の特徴を有している。本研究では、この鋳型を被包化する未分化細胞と線維性組織体による骨再生誘導法を開発する。まず、体内の鋳型移植部位による未分化細胞の骨芽細胞分化能の差を確認し、効率的な骨再生誘導が可能な鋳型移植部位を確定する。また、未分化細胞組織体を頭蓋骨欠損部に移植し骨再生誘導が可能か検討する。

Outline of Annual Research Achievements

マウスの体内の鋳型移植部位によって、鋳型周囲を被包化する組織体を構成する未分化細胞が、骨芽細胞分化するかを検討した。鋳型を皮下、骨膜上、骨欠損部位に移植して、1か月後に組織学的に検討した。骨欠損部位に鋳型を移植すると骨膜用の組織が形成され、アルカリフォスファターゼ染色、アリザリンレッド染色で陽性の部分が形成されることが確認された。これらの領域は、皮下への鋳型移植、骨膜上の鋳型移植では認められなかった。同所性に鋳型移植することで、骨芽細胞の誘導の可能性が示唆された。骨芽細胞の誘導を促進するために、歯髄幹細胞の注入を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

マウスの皮下、骨膜上への鋳型移植は容易であったが、骨欠損部位に鋳型を移植することの技術的改善に時間を要した。鋳型周囲被包化組織体の骨外細胞の遊走・誘導について、確認することができたので、生体内で効率的に膜性骨化を実現できるための知見が得られたものと考えている。この知見は、今後の研究をさらに加速させるものと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

マウスを用いて検討を行う。骨欠損部鋳型、皮下移植鋳型、骨膜上鋳型の周囲組織を構成する細胞の骨分化能、プロテオーム解析を施行する。また、膜性骨化を促進するための技術開発を行う。細胞投与あるいは成長因子等の投与を検討する。