2001 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト未分化間葉系幹細胞を用いた培養骨、軟骨の作製に関する研究
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12794015
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
上田 実 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00151803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石黒 直樹 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20212871)
畠 賢一郎 名古屋大学, 医学部, 助教授 (80293710)
水谷 英樹 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (30167663)
高井 治 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40110712)
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| Keywords | 培養骨 / 培養軟骨 / 移植基材 / 機械的刺激 / 未分化間葉系幹細胞 / 大量培養 / 培養骨膜 |
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| Research Abstract |
本年度の研究成果は(1)移植基材開発に関するもの、(2)細胞培養方法に関するものに分けて報告する。(1)では無機材料の開発として従来のリン酸カルシウム製剤を改変したCPCを用いて、従来のβTCPと比較検討した。動物に用いた骨形成実験では良好な骨形成能を認め、この素材の人工骨への応用が期待できる。また、同様に移植基材としてフィブリン糊などハイドロゲルを用いてきた。その結果、フィブリン糊およびリン酸カルシウム系無機材料および多血小板血漿について、従来の自家骨移植に匹敵する骨形成能を有していることが明らかとなった。すなわちイヌ下顎骨を用いた移植実験において明らかな骨形成能を認めている。また軟骨の形成基材については、アルギン酸を用いたものが良好であったが、これらアルギン酸を用いた軟骨は経時的に骨組織へと移行し、内軟骨性の骨化を呈することが示唆されている。またアルギン酸に糖を付加することで新しい材料を開発し、その生物学的特性を評価した結果、この材料は早期に血管新生がみられ、骨再生に有利であることが示唆されている。一方、(2)の研究成果については、各種物理的刺激下において細胞培養を行っている。その結果、骨形成能を有する細胞については、伸展刺激、加圧、超音波による刺激のほとんどについて細胞機能発現が高まっており、人工骨作製について有利であることが示唆されている。また未分化間葉系幹細胞から軟骨細胞へ分化誘導を行った細胞について同様の評価を行った結果、細胞数の増加を得たものの機能発現については変化を認めなかった。本実験の主眼の一つである、バイオリアクターを用いた細胞大量培養方法については現段階までの結果について、弱い加圧下で可能であった。加えて、加圧成分として酸素および二酸化炭素分圧変化について評価を行ったが、これについては著明な変化を認めていない。本件については次年度に引き続き研究を継続していく予定である。さらに、本研究を遂行していく課程において、骨膜細胞のシート状培養法を確立するに至っている。この方法は従来骨膜細胞の単離細胞としての骨形成を認めていたが、これにかえて、培養中に剥離および移植可能な機械的強度を有する培養骨膜組織を得ることが出来た。さらに、この培養骨膜シートは移植後に骨形成を促進することが明らかとなっている。これらの事項についても次年度に詳細を検討する。
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