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Development of tendon/ligament repair modulater using a chemically modified Tetra-PEG gel with signal transduction capability

Research Project

Project/Area Number 23K18325
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 酒井 崇匡  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151)
岩永 康秀  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (80906610)
Project Period (FY) 2023-06-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords整形外科学 / 腱靭帯修復
Outline of Research at the Start

申請者らはシングルセル技術を駆使した解析によって、腱靭帯の修復過程を指揮する新規Progenitorを同定し、腱靭帯の恒常性維持や修復の制御機構を理解するに至った。並行して申請者らは、二種類のPEGを混合して均一な網目構造を有するゲルを術野で瞬時に形成する技術、Tetra-PEGゲルを応用し、腱癒着防止技術の開発を進めている。このゲルに化学修飾を施す技術が確立したことから、本研究では、Tetra-PEGゲルに化学修飾を施し、腱靭帯の制御シグナルを適切に操作することによって、腱靭帯の慢性炎症を抑制し、理想的な修復を誘導するInjectable Gel Systemの開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

腱靭帯は関節を形作り運動を支える重要な支持組織であるが、その変性は変形性関節症・脊椎症など様々な運動器変性疾患の根源となっている。腱靭帯はオーバーユースのほか、閉経、加齢などで変性を来すが、申請者らはシングルセル技術を駆使した解析によって、炎症や過剰な力学的負荷で誘導され、腱靭帯の修復過程を指揮する新規Progenitorを同定し、各シグナル群が腱靭帯の恒常性維持や修復をどのように制御しているかを包括的に理解するに至っている。また並行して申請者らは、二種類のPEGを混合して均一な網目構造を有するゲルを術野で瞬時に形成する技術、Tetra-PEGゲルを応用し、腱癒着防止技術の開発を進めてきた。本研究では、Tetra-PEGゲルに化学修飾を施し、腱靭帯の制御シグナルを適切に操作し、理想的な修復を誘導するInjectable Gel Systemの開発を目指す。初年度はBMS-345541, CHIR99021, SRI-011381などNF-κB、Wnt、TGF-βの作用を修飾する化合物や、リコンビナントタンパクをゲルに組み込む実験を行い、実際にゲル化の妨げにならず、かつ近傍に徐放されることを培養細胞を用いて検証、確認を行った。細胞株としては、tenogenic細胞株TT-D6のほか、腱分化能を有する未分化間葉系細胞株C3H10T1/2,C2C12等を使用した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

細胞培養実験まで実施し、予定通りの進捗が得られたと言える。

Strategy for Future Research Activity

化合物やリコンビナントタンパクを搭載したTetra-PEGゲルをマウス、ラットの変形性関節症や腱損傷モデルに適用し、有効性を検証する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Percolation-induced gel-gel phase separation in a dilute polymer network2023

    • Author(s)
      Ishikawa Shohei、Iwanaga Yasuhide、Uneyama Takashi、Li Xiang、Hojo Hironori、Fujinaga Ikuo、Katashima Takuya、Saito Taku、Okada Yasushi、Chung Ung-il、Sakumichi Naoyuki、Sakai Takamasa
    • Journal Title

      Nature Materials

      Volume: 22 Issue: 12 Pages: 1564-1570

    • DOI

      10.1038/s41563-023-01712-z

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Subcutaneously Transplanted Fresh Cartilage in Allogeneic and Xenogeneic Immunocompetent Mouse2023

    • Author(s)
      Uto Sakura、Hikita Atsuhiko、Mori Daisuke、Sakamoto Tomoaki、Yano Fumiko、Ohba Shinsuke、Saito Taku、Takato Tsuyoshi、Hoshi Kazuto
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part A

      Volume: 29 Issue: 19-20 Pages: 541-556

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2023.0052

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interstitial-fluid shear stresses induced by vertically oscillating head motion lower blood pressure in hypertensive rats and humans2023

    • Author(s)
      Murase Shuhei、Sakitani Naoyoshi、Maekawa Takahiro、Yoshino Daisuke、Takano Kouji、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Saito Taku、et al
    • Journal Title

      Nature Biomedical Engineering

      Volume: 7 Issue: 11 Pages: 1350-1373

    • DOI

      10.1038/s41551-023-01061-x

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A common variant rs2054564 in ADAMST17 is associated with susceptibility to lumbar spondylosis2023

    • Author(s)
      Taniguchi Yuki、Akune Toru、Nishida Nao、Omori Go、HA Kim、Ueno Kazuko、Saito Taku、Oichi Takeshi、Koike Asako、Mabuchi Akihiko、Oka Hiroyuki、Muraki Shigeyuki、Oshima Yasushi、Kawaguchi Hiroshi、Nakamura Kozo、Tokunaga Katsushi、Tanaka Sakae、Yoshimura Noriko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 4900-4900

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32155-w

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nutrient-regulated dynamics of chondroprogenitors in the postnatal murine growth plate.2023

    • Author(s)
      Oichi T, Kodama J, Wilson K, Tian H, Imamura Kawasawa Y, Usami Y, Oshima Y, Saito T, Tanaka S, Iwamoto M, Otsuru S, Enomoto-Iwamoto M.
    • Journal Title

      Bone Research

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 20-20

    • DOI

      10.1038/s41413-023-00258-9

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Remarks] 東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科

    • URL

      http://www.u-tokyo-ortho.jp/

    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-07-04   Modified: 2024-12-25  

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