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Development of self-multilayered cell sheets for bone regeneration.

Research Project

Project/Area Number 21K17029
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
Research InstitutionThe Nippon Dental University

Principal Investigator

Mochizuki Mai  日本歯科大学, 生命歯学部, 准教授 (90821934)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords歯髄幹細胞 / 無血清培養 / 自己多層化 / 細胞シート / 硬組織再生 / 間葉系幹細胞 / 再生医療
Outline of Research at the Start

間葉系幹細胞を用いた再生医療応用が進むなか、歯髄幹細胞(DPSCs)は優れた幹細胞特性を有した細胞源である。これまでに無血清培養において、DPSCsの分離と大量培養に成功した。さらに、type 1 collagenを培養皿にコーティングすることでDPSCsが活発な増殖を維持し、コラーゲンを産生して多層化しつつも、幹細胞特性と正常な核型が維持されることを明らかにした。
本研究は、無血清培養においてDPSCsが、コラーゲンを自律的に産生することで多層化する特性に着目し、異種血清や生体材料を使用することなく、自己多層化して三次元構築されたDPSCsを移植する臨床的かつ効率的な新規骨再生法の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop a novel cell sheet engineering method known as the “self-multilayered cell sheets” using dental pulp stem cells (DPSCs), for safe and efficient bone regeneration therapy. The self-multilayered cell sheets were synthesized by optimizing the serum-free culture conditions. The cell sheets had optimal strength and were easily manipulated by forceps. Moreover, they had the ability to form hard tissues in vitro and in vivo.
Our novel cell sheet engineered technology will contribute to the safe and effective hard tissue regenerative medicine using DPSCs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

社会的な再生医療に対する期待の高まりにともない、細胞を用いた再生医療は安全性と有効性が求められ、さらに治療技術の高い再現性を備えた医療提供が望まれる。
本研究は、異種血清を含まない無血清培養下で歯髄幹細胞(DPSC)を培養して、短期間で効率的に自己多層化細胞シートを形成する新技術を開発した(特許出願中)。さらに、優れた操作性と強度を有する自己多層化細胞シートは、高い硬組織形成能を示した。
本研究成果から、自己多層化細胞シートによる安全かつ効果的な硬組織再生医療が期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Types of cell culture inserts affect cell crosstalk between co-cultured macrophages and adipocytes2023

    • Author(s)
      Xiao Li、Mochizuki Mai、Wang Dongliang、Shimamura Naohiro、Sunada Katsuhisa、Nakahara Taka
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 658 Pages: 10-17

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.03.068

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enzyme-Digested Edible Bird’s Nest (EBND) Prevents UV and arid Environment-Induced Cellular Oxidative Stress, Cell Death and DNA Damage in Human Skin Keratinocytes and Three-Dimensional Epithelium Equivalents2023

    • Author(s)
      Wang Dongliang、Shimamura Naohiro、Mochizuki Mai、Nakahara Taka、Sunada Katsuhisa、Xiao Li
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: 609-609

    • DOI

      10.3390/antiox12030609

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] "再生医療を“当たりまえ”の医療にするために ~歯科のデメリットを克服する3つのアプローチ~"2023

    • Author(s)
      望月真衣、中原 貴
    • Journal Title

      日本顎咬合学会誌 咬み合わせの科学

      Volume: 43(3) Pages: 323-330

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enzyme-digested Colla Corii Asini (E'jiao) suppresses lipopolysaccharide-induced inflammatory changes in THP-1 macrophages and OP9 adipocytes2022

    • Author(s)
      Xiao L, Mochizuki M, Fan Y, Nakahara T, Liao F
    • Journal Title

      Human cell

      Volume: 35(3) Issue: 3 Pages: 885-895

    • DOI

      10.1007/s13577-022-00694-5

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Peripheral-neuron-like properties of differentiated human dental pulp stem cells (hDPSCs)2021

    • Author(s)
      Arimura Yuki、Shindo Yutaka、Yamanaka Ryu、Mochizuki Mai、Hotta Kohji、Nakahara Taka、Ito Etsuro、Yoshioka Tohru、Oka Kotaro
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 16 Issue: 5 Pages: e0251356-e0251356

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0251356

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 複数の間葉系幹細胞による自己多層化細胞シートの作製評価2023

    • Author(s)
      望月真衣,中原 貴
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト歯髄幹細胞による自己多層化細胞シートの無血清培養条件の最適化とその応用 Establishment and application of self-multilayered cell sheets using human dental pulp stem cells under xeno-free culture conditions2022

    • Author(s)
      望月真衣,中原 貴
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己多層化した歯髄由来の間葉系幹細胞による新規骨再生法の開発2022

    • Author(s)
      望月真衣,中原 貴
    • Organizer
      第21回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 「自己多層化」歯髄幹細胞シートを用いた安全かつ臨床的な新規骨再生法の開発2021

    • Author(s)
      望月真衣,中原 貴
    • Organizer
      第66回公益社団法人日本口腔外科学会総会・学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 無血清培養における歯髄幹細胞の自律的多層化メカニズムの解明と臨床的培養法の確立2021

    • Author(s)
      望月真衣,中原 貴
    • Organizer
      第21回日本抗加齢医学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] I型コラーゲンはゼノフリー無血清培養下で安全かつ有効的にヒト歯髄幹細胞を増殖促進する Type I collagen facilitates safe and reliable expansion of human dental pulp stem cells in xenogeneic serum-free culture2021

    • Author(s)
      望月真衣
    • Organizer
      令和3年度日本歯科大学歯学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 多層細胞構造物及びその製造方法2022

    • Inventor(s)
      中原 貴、望月真衣
    • Industrial Property Rights Holder
      中原 貴、望月真衣
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-064720
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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