2017 Fiscal Year Research-status Report
細胞集合体誘導技術と足場との組み合わせによる３次元組織の構築
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16K01400
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
平野 義明 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (80247874)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大槻 周平 大阪医科大学, 医学部, 講師 (20589840)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞集合体 / 足場 / ペプチドハイドロゲル / 自己組織化 / RGDS / 軟骨細胞 / 骨芽細胞 / 分化誘導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞集合体誘導ペプチドと自己組織化によるペプチドハイドロゲルを組み合わせることにより、３次元組織体の構築を目指すことが本研究の目的である。29年度は、下記の2点について研究を遂行した。
1. 細胞集合体埋入ペプチドハイドロゲル足場の機能評価
ハイドロゲルの機械的特性とゲル内に埋入する細胞の種類・細胞集合体の細胞密度を検討した。ハイドロゲルの機械特性は作成条件や温度制御を行うことで、優位に向上することが分かった。ハイドロゲル内に、hMSCを埋入し培養を行った。その結果、埋入する細胞密度が分化に大きな影響をおよぼすことが明らかになった。複数細胞による細胞の住み分けについては、2次元培養でのみで評価を行った。共培養の培地や細胞密度などの条件を詳細に検討しなければならないことが明らかになった。本課題は、次年度に解決する予定である。
2. 幹細胞集合埋入ペプチドハイドロゲル足場内での分化の影響
hMSCの細胞集合体を作成し、それらをハイドロゲル内で軟骨や骨に分化誘導することによって、ゲル内での細胞の機能を評価した。ハイドロゲル内にて分化誘導を行ったところ、骨に分化することが明らかになった。しかしながら、分化誘導培地に交換することで分化誘導を行うがゲル内への浸透に時間を要するため、通常の2次元培養に比較して時間がかかる。ALP活性は向上したものの、先と同様、細胞密度などの条件を詳細に検討しなければならないことが明らかになった。本課題は、次年度に解決する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り実験を遂行し概ね良好な結果が得られた。また、次年度以降の研究の課題も明らかになった。よって概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 幹細胞集合埋入ペプチドハイドロゲル足場内での分化の影響
幹細胞(MSC)は軟骨や骨以外に、脂肪細胞、筋肉細胞、腱細胞、骨髄基質への分化能を有しているため、3次元組織への分化誘導を検討する。幹細胞を用いた本実験系においても、組織の機能にとって重要である細胞の住み分けや細胞の空間的配置を考慮に入れて細胞挙動を組織学的に解析する。
2. 細胞集合体埋入ペプチドハイドロゲル足場のin vivo評価
軟骨・骨芽細胞集合体や幹細胞(hMSC)細胞集合体をペプチドハイドロゲル内に埋入後、ウサギの軟骨および半月板損傷モデルに移植して、細胞集合体からの3次元組織への構築挙動を解析する。その際、ハイドロゲルのみやハイドロゲルに細胞集合体誘導ペプチドを添加した場合について、動物組織からの細胞遊走についても観察する。さらには、組織再生挙動や細胞の増殖・分化やハイドロゲルの分解挙動を組織学的に解析する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
平成30年度半ばからin vivo実験の基礎検討を共同研究先と実施する予定である。そのため次年度へ予算の一部を繰り越すこととした。また、ペプチドハイドロゲル用βーヘアピンペプチドの合成手法の確立が予定より早く達成できたため、保護アミノ酸やHPLC精製用溶媒の使用量を節約できた。
（使用計画）
次年度以降、当初の計画に加えてin vivo実験用の試薬・器具等の購入に充足する。また、in vivo実験実施にあたって大量に必要となるペプチドハイドロゲルの合成用試薬の購入に充てる。
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