2005 Fiscal Year Annual Research Report
供給源が異なる間葉幹細胞の特性解析とその軟骨再生への応用
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16591478
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
関矢 一郎 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (10345291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗田 大 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (50190864)
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| Keywords | 間葉幹細胞 / 増殖 / 分化 / 軟骨分化 / 海綿骨 / 骨髄液 / 滑膜 |
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| Research Abstract |
間葉幹細胞は優れた増殖能と多分化能を有することから再生医療の細胞源として魅力がある。骨髄液由来の間葉幹細胞がこれまで最も多く発表されているが、2000年以降になると筋肉、脂肪、滑膜などの種々の間葉系組織に間葉幹細胞の存在することが明らかとなってきた。これらの細胞は一括して間葉幹細胞と認識され、供給源による差異に関して当時は関心を持たれていなかった。私たちは関節外科医であり、治療開発のターゲットを軟骨疾患としている。軟骨再生を成功させるためには、軟骨細胞に分化する能力の高い幹細胞を多数用意することが重要である。組織採取の観点から、間葉幹細胞の優れた増殖能を考慮すると、生検針を用いて少量の組織確保で十分である。成人の各種間葉系組織から間葉幹細胞を分離し、その増殖能や多分化能、特に軟骨分化能がどの組織由来のものが最も優れているか、また軟骨組織をin vitroで作製する方法を検討した。
#1 海綿骨由来と骨髄液由来の間葉幹細胞の比較
膝靭帯再建術(n=8)及び人工膝関節置換術(n=8)の際に、脛骨から骨生検針を用いて海綿骨約100mg及び骨髄液2mlを採取させていただいた。海綿骨は酵素処理後に遊離した細胞をディッシュに播種し、接着細胞を14日間培養した。得られた有核細胞数は海綿骨及び骨髄液由来のもので同等であったが、コロニー形成率は海綿骨由来のものが100倍高かった。増殖能、遺伝子発現、表面抗原、骨・軟骨・脂肪分化能に関しては同一ドナー間で差を認めなかった。海綿骨からは16人の全てのドナーの方から14日間で100万細胞以上採取できた。
#2 骨髄液、滑膜、骨膜、脂肪、筋肉由来の間葉幹細胞の比較
膝靭帯再建術(n=8)の際に、骨髄液約2ml、滑膜、骨膜、脂肪、筋肉を約100mg採取させていただき、solid tissueは酵素処理後、細胞コロニー同士が接触しないように調整した密度で播種し、14日間培養し、接着細胞を回収し、増殖能と多分化能を比較した。継代を繰り返すと、滑膜、骨髄液、骨膜由来のものは10回以上継代しても増殖能が維持されたが、脂肪由来のものは7回、骨膜由来のものは4回で増殖能を失った。ペレット培養の手法を用いてin vitroで軟骨に分化させると、滑膜由来のものが最も軟骨基質を産生し、大きな軟骨塊を形成したことから、他の間葉組織由来のものよりも、滑膜由来のものが軟骨分化能と増殖能が高く、軟骨再生の細胞源として適していることを示した。
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