細胞-サイトカイン-吸収性足場材料による口腔組織再生に関する実験的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370643
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 荒木 吉馬 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (20005036)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加茂 政晴 岩手医科大学, 歯学部, 助教授 (40214564) ; 石橋 寛二 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (90018771) ; 平 雅之 岩手医科大学, 歯学部, 講師 (60179398) ; 田畑 泰彦 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (50211371)
• Keywords: 骨髄間質細胞 / ラット骨芽細胞UMR106 / 骨系分化の評価 / RT-PCR / b-FGF / 架橋酸性ゼラチン / コラーゲンスポンジ / 3次元培養

Research Abstract

(1)ラット骨芽細胞UMR106とラット骨髄間質細胞について、骨系分化に及ぼす培地の影響に検討を加えた。UMR106の通常培養では、骨シアロ蛋白mRNAの発現が認められ、骨系分化過程が後期に達していると考えられた。デキサメサゾン誘導培地の使用によってオステオカルシンmRNAの発現が認められ、骨系分化が最終段階に達することが確認された。ラット骨髄間質細胞の培養では、骨系分化の転写調節因子cbfa-1のmRNA発現が認められたものの、アルカリフォスファターゼmRNAの発現か認められず骨系分化の程度が初期段階と判断された。骨系分化の促進にはデキサメサゾン誘導培地の使用やアパタイト等の材料使用が必要であった。
(2)人未分化間葉系幹細胞の軟骨-骨系分化に及ぼす細胞接地材料(チタン、アパタイト、ポリスチレン)の影響に検討を加えたところ、アパタイトは軟骨に特異的なアグリカンmRNAの発現を抑制する反面、骨特異的なオステオカルシンmRNAの発現を促進することが判明した。ポリスチレンは、逆に、軟骨の分化を促進し、チタンは、アパタイトより若干劣るものの、骨系分化を促進することが確認された。
(3)トレフィンバーを用いてラット頭蓋骨にcritical sizeの欠損を形成し、欠損部にコラーゲンスポンジを挿入し、マイクロCTや軟X線を使用して軟組織形成過程と骨組織の欠損を確認した。
(4)昨年に引き続き、コラーゲンスポンジを発泡法によって形成し、人未分化間葉系細胞を播種し、3次元培養を試みた。細胞はコラーゲン表層に多く存在したが、内部にも侵入・増殖することを確認した。
(5)架橋酸性ゼラチンに塩基性線維芽細胞増殖因子b-FGFを配合後、ウサギの水晶体内に埋入し糖尿病患者に生じる血管進入の病態を作成した。次いで、薬剤を角膜に投与し、新生血管の減少-消失効果に検討を加えた。

Research Products

• [Publications] Taira, M., Araki, Y., Nakao, H., Takahashi, J., Hyon, S.H., Tsutsumi, S.: "Cellular reactions to polylactide-based sponge and collagen gel in subcutaneous tissue"J.Oral Rehabil.. 30(1). 106-109 (2003)
• [Publications] Taira, M., Nakao, H., Takahashi, J., Araki, Y.: "Effects of two vitamins, two growth factors and dexamethasone on the proliferation of rat bone marrow stromal cells and osteoblastic MC3T3-E1 cells"J.Oral Rehabil.. 30・7. 697-701 (2003)
• [Publications] Taira, M., Toyosawa, S., Ijyuin, N., Takahashi, J., Araki, Y.: "Studies on osteogenic differentiation of rat bone marrow stromal cells cultured in type I collagen gel by RT-PCR analysis"J.Oral Rehabil.. 30・8. 802-807 (2003)
• [Publications] Taira, M., Furuuchi, H., Saitoh, S., Sugiyama, Y., Sekiyama, S., Araki, Y., Tabata: "Bio-sorption of acidic gelatin hydro-gels implanted in the back tissues of Fisher's rats"J.Oral Rehabil.. 31(印刷中). (2004)
• [Publications] Taira, M., Chosa, N., Sasaki, K., Saitoh, S., Sato, N., Takahashi, J., Araki, Y.: "Effects of the medium, serum and dexamethasone on the cell proliteration and alkaline phosphatase activity of twice-passaged SD rats' bone marrow stromal cells"Journal of Oral Tissue Engineering. 1・1(印刷中). (2004)
• [Publications] 田畑泰彦(編): "ここまで進んだ再生医療の実際"羊土社. 196 (2003)