2017 Fiscal Year Annual Research Report
Control of Differentiation of Mesenchymal Stem Cells Using Novel Hybrid Scaffolds
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15K05570
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
飯島 一智 東京理科大学, 工学部工業化学科, 助教 (30468508)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 間葉系幹細胞 / ヒドロキシアパタイト / 多糖 / 細胞接着 / 分化 / フィルム / 細胞足場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は骨類似アパタイト被覆ポリスチレンおよび多糖複合フィルムという2種類のハイブリッド型細胞足場におけるヒト間葉系幹細 胞(hMSC)の接着、増殖挙動と各細胞系列への分化特性を明らかにするとともに、材料作製へフィードバックし、分化を制御可能な材 料作製の開発を目的としている。昨年度までに、骨類似アパタイト被覆ポリスチレン上においてhMSCの骨芽細胞への分化が顕著に亢進し、脂肪、軟骨細胞への 分化が抑制されること、多孔質材料もHApにより被覆が可能であること、ヒト血清アルブミン以外のタンパク質 も吸着層に利用できることを明らかにした。本年度は、より簡便なヒドロキシアパタイト複合化法として接着細胞培養用ポリスチレンプレートの被覆法を開発した。また、ヒドロキシアパタイト中へのタンパク質担持方法についても検討し、アパタイト層への分化誘導因子の担持によるhMSCの分化の制御のために必要な知見を得た。
一方、多糖複合フィルムにおいては、昨年度までに構成するアニオン性多糖により細胞の接着、増殖性が大きく変化することを見出し、これはフィルムの力学的特性や細胞-多糖間の相互作用の違いに起因すると推測された。本年度は、hMSCにも発現しヒアルロン酸やコンドロイチン硫酸と相互作用するCD44に注目し、CD44の発現の異なる細胞間での接着、増殖挙動の比較を行った。結果、CD44の発現は接着性に影響せず、主に増殖性に影響したことから、細胞の接着には主にフィルムの力学的特性が関与し、接着細胞に対して受容体介在増殖シグナルが誘導されていることが推測された。以上の知見をもとに、各種フィルム上においてhMSCからの骨・軟骨分化誘導を行なったが、長期培養による細胞の回収率の低下が課題であった。
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