組識工学技術による骨組識再生治療の検討―脚延長モデルによる臨床応用の手法確立―

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370461
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 石黒 直樹 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20212871)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小嶋 俊久 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 ; 鬼頭 浩史 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (40291174) ; 北小路 隆彦 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (10303637)
• Keywords: 脚延長 / 組織工学 / 骨形成 / 骨芽細胞 / 骨髄幹細胞 / 臨床研究

Research Abstract

骨髄幹細胞の増殖・分化制御により骨芽細胞様細胞を多量に作り出し、骨芽細胞を適切な足場(Scaffold)と共に生体に戻すことにより、組織再生(骨形成促進)を可能とする治療の開発を目的とした。脚延長は、組織再生を目指す再生医療の非常によいモデルで延長により生じる組織不足(骨、筋などの組織)を如何に早く確実に再生させるかを検討することは、整形外科領域で広く組織再生医療に応用可能と考えられる。培養骨髄細胞の培養条件と骨芽細胞分化能を検討し継代培養での問題を明らかとした。また、ヒト由来の生理活性物質(PDGF, FGF他)を多く含むPlatelet Rich Plasma (PRP)に注目しこれを細胞担体として開発した。骨髄細胞からデキサメサゾン、Vitamin D添加の条件で約三週間培養してアルカリフォスファターゼ陽性、オステオカルシン陽性細胞を創りだし、これをPRPの中で培養する系を創り検討を開始した。同時に始めた軟骨細胞では細胞増殖、基質合成の点で良好な結果を得ている。この担体は生体中では徐々に分解されその過程で細胞が放出されるものと期待している。この細胞培養系は生体中で骨形成能を持つ事が期待される。BMP-2遺伝子導入強制発現細胞との混合培養による効果増強を検討した。共同研究者の提供によるハイドロキシアパタイトビーズ上で骨芽細胞誘導細胞を培養し、新規体内埋め込み骨欠損充填物質として開発中である。現在動物実験を開始している。表面形状と貫通孔のサイズにより細胞増殖と積層化に差が見られることから最適化した形状を検討中である。

Research Products

• [Publications] Ken Nogami, H Suzuki, H Habuchi, Naoki Ishiguro, Hisashi Iwata, Koji Kimata: "Distinctive expression patterns of heparan sulfate O-sulfotransferases and regional differences in heparan sulfate structure in chick limb buds"J Biol Chem. 279. 8219-8229 (2004)
• [Publications] Hideki Warashina, Shinji Sakano, Shinji Kitamura, Kenichi Yamauchi, Jin Yamaguchi, Naoki Ishiguro: "Biological reaction to alumina, zirconia. titanium and polyethylene particles implanted onto murinr calvaria"Biomaterials. 24. 3655-3661 (2003)
• [Publications] Izuru Tabata, Yoshihiro Nishida, H Sugiura, L Zhuo, M Yoneda, K Kimata, H Nakashima, Naoki Ishiguro: "A study of inter-alpha-trypsin inhibitor chains expression in liposarcomas"Eur J Surg Oncol. 29. 665-669 (2003)
• [Publications] Wannarat Yingsung, L Zhuo, M Morgelin, M Yoneda, D Kida, H Watabe, Naoki Ishiguro, et al.: "Molecular heterogeneity of the SHAP-hyaluronan complex. Isolation and characterization of the complex in synovial fluid from patients with rheumatoid arthritis"J Biol Chem. 278. 32710-32718 (2003)
• [Publications] Hiroatsu Nakashima, Hideshi Sugiura, Yoshihiro Nishida, Yoshihisa Yamada, Izuru Tabata, Naoki Ishiguro: "Stimulated type I collagen turnover in patients with giant cell tumor of bone"Calcif Tissue Int. 73. 5-8 (2003)
• [Publications] Hiroatsu Nakashima, Y Nishida, H Sugiura, H Katagiri, M Yonekawa, Y Yamada, H Iwata, T Nagasaka, Naoki Ishiguro: "Telomerase, p53 and PCNA activity in osteosarcoma"Eur J Surg Oncol. 29. 564-567 (2003)