Honeycomb bone scaffolds for bone marrow regeneration
| Project/Area Number |
23K25208
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| Project/Area Number (Other) |
22H03954 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90120:Biomaterials-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 幸壱朗 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (80580886)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | スキャフォールド / ハニカム / 骨髄 / 生体材料 / バイオセラミックス / 造血幹細胞 / アパタイト / 骨 / ニッチ |
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| Outline of Research at the Start |
造血幹細胞の自己複製には造血幹細胞ニッチと呼ばれる微小空間が重要な役割を担っていること、造血幹細胞ニッチは骨内膜近傍に存在することが知られている。申請者は、造血幹細胞を自己複製している造血幹細胞ニッチに学び、骨内膜を裏打ちする骨の化学組成及び構造を模倣したスキャフォールドを作製した。ウサギ骨および筋肉内に移植したところ、骨内膜様組織が形成され、その中に骨髄様組織が維持されることを見出した。すなわち、スキャフォールド内に人工造血幹細胞ニッチが形成された。そこで本研究では、炭酸アパタイトハニカム材料が、造血幹細胞ニッチとして働き、造血機能を回復させることができるかを検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
白血病等の血液がんの治療において、造血幹細胞移植が選択されることがあるが、十分な数の造血幹細胞を確保できない場合がある。この場合は、生着不全や感染などの合併症が生じる可能性がある。また、これまでの研究から、造血幹細胞の自己複製（未分化のままの増殖）には造血幹細胞ニッチと呼ばれる微小空間が重要な役割を担っていることや、造血幹細胞ニッチは骨内膜近傍に存在することが知られている。
研究代表者は、造血幹細胞を自己複製している造血幹細胞ニッチに学び、骨内膜を裏打ちする骨の化学組成及び構造を模倣した炭酸アパタイトハニカムスキャフォールドを作製した。作製した炭酸アパタイトハニカムスキャフォールドは、開口径が300μmの一軸連通気孔が規則的に配列していた。炭酸アパタイトハニカムスキャフォールドをウサギ頭蓋部に埋植すると、全ての一軸連通気孔内において、気孔壁に沿って一軸に骨が形成し、形成された骨に囲まれる領域に太い血管が形成された。さらに、炭酸アパタイトハニカムスキャフォールドをラットの頭蓋部に埋植した場合も同様に、埋植後4週時点において、気孔壁に沿って一軸に骨が形成し、形成された骨に囲まれる領域に太い血管が形成されていた。さらに、埋植後8週時点では、骨髄組織が形成されており、12週時点においても同様に骨髄組織が維持されていることが確認された。フローサイトメトリーにより、骨髄組織内には造血幹細胞が存在することが明らかになり、その存在割合は、ラット大腿骨骨髄よりも高いことが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた研究内容を全て実施することができたため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究から、炭酸アパタイトハニカムスキャフォールド内に骨髄組織を形成することができ、その骨髄組織内には造血幹細胞が存在することが明らかになった。そこで、今後は、骨髄組織を形成した炭酸アパタイトハニカムスキャフォールドを免疫抑制動物に移植し、造血機能が回復することを確認する。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
