| Project/Area Number |
22K16705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
渡邉 翔太郎 千葉大学, 予防医学センター, 特任助教 (40889408)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 骨形成 / 軟骨形成 / Muse細胞 / 骨折 / 偽関節 / 細胞移植 / 再生医療 / 幹細胞 / 間葉系幹細胞 / MSC / 多能性幹細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
骨折を起こすと骨癒合に時間を要し、筋力低下や関節拘縮を引き起こすため高齢者の社会復帰を困難とさせるリスクが高い。骨癒合期間を短縮することでそのリスクを低減させる事ができる。
間葉系幹細胞(MSC)の中に1-5%の割合で存在するMuse (Multi-lineage differentiating Stress Enduring) 細胞と呼ばれる細胞集団は、多能性を持ち自己遊走能を有し、損傷部位で直接損傷修復に寄与すると いう特徴が報告されるが、骨折に対する効果は明らかでない。
本研究ではマウス骨折モデルにMuse細胞を投与し、細胞動態追跡や骨癒合、細胞分化評価を行い骨折に対する効果を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
重症複合免疫不全症マウスの大腿骨骨折モデルの検証をまず行った。大腿骨関節面から逆行性の髄内釘固定を行うモデルの再現性が高かったが、この方法では細胞投与群とコントロール群のどちらにおいてもCTでの骨癒合が得られた。偽関節モデルが作成できかつある程度の固定性を有すモデルの模索に時間を要し研究の進行に支障が生じていたため、Muse細胞の骨損傷の修復、骨への分化を評価できるモデルとして、簡易的に作成可能である骨軟骨損傷モデルを使用することとした。大腿骨関節面の滑車部に骨軟骨損傷を作成し細胞投与を行った。細胞攪拌液を損傷部位に滴下し10分静置し閉層するも損傷部位へ止まっている量が少ないため、細胞を細胞塊として留置する方法とした。
間葉系幹細胞へ発光・蛍光遺伝子を導入し培養後にフローサイトメトリーにより導入遺伝陽性のMuse細胞を抽出した。モデルはMuse細胞群とno-Muse細胞群とコントロール群に分け検証を行った。まず4週モデルで、細胞の発光追跡装置を用いて4週間に６回の評価を行った。Muse, no-Muse群全例での損傷膝での細胞発光が確認できた。次に、8週モデルを作成し、８週での発光確認と屠殺後の組織標本評価による組織修復評価と蛍光発現細胞の評価、CTによる骨形成評価を行った。８週では膝での発光は少数のみで多くは消失していた。さらに発光を認めたものについて蛍光発現を調査したが、蛍光細胞の滑膜への取り込みが確認でき、骨細胞や軟骨細胞への分化の確認はできなかった。骨形成は３群とも良好で明らかな差は見られなかった。軟骨はコントロール群と比較し細胞投与群で修復が良好であったが、Muse群とno-Muse群では差がなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
モデルの検証がうまくいかず、修正を余儀なくされた。
また、研究途中に間葉系幹細胞からのMuse細胞単離に難渋した時期があった。原因解明のためにSSEA3+ cellである癌細胞由来細胞をポジティブコントロールとした検証等を行わなければならず計画に支障が生じた。このように投与細胞の確保に時間がかかったことでも遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、モデルの変更を行い細胞投与実験を実施することができた。
研究の結果は概ね得られたため、次年度はその結果をまとめ報告していく。
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