2017 Fiscal Year Research-status Report
骨軟部腫瘍切除後欠損に対する脂肪由来幹細胞再生医療の新たなアプローチ
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17K10962
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
林 克洋 金沢大学, 附属病院, 助教 (80507054)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 脂肪由来幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、骨軟部腫瘍手術で切除した骨軟部組織欠損に対して、採取が容易で細胞数が多くとれる脂肪由来幹細胞(以下ADSC)を用いて再生医療を行うことを目標とした。まずin vitroにおいて、ADSCによる凍結自家処理骨再生能を検討した。In vitro実験モデルとして、ラットの脂肪組織から抽出したADSCのDMEM培養上清から得られた条件培養液(ADSC群)と、ラット骨芽細胞のDMEM培養上清から得られた条件培養液(コントロール群)とを用いて、ラット骨芽細胞の培養を行い、骨芽細胞の骨形成能や分化能をwestern blotting法を用いて検討した。また、ラットADSCsで非接触型共培養を行ったラット骨芽細胞(ADSCs群)と、非共培養のラット骨芽細胞(コントロール群)のそれぞれでRNAを抽出し、リアルタイムPCRを用いて各種遺伝子の発現量を検討した。In vitroでは、コントロール群に比べADSCs群の骨芽細胞のSmadシグナルやJNKシグナルが有意に活性化しており(p<0.05)、ADSCsは骨芽細胞に対し、骨形成を促す液性因子を産生している可能性が示唆された。コントロール群に比べADSCs群の骨芽細胞のBMP2やALP1発現は有意に低下していた(p<0.05)。 In vitroにおいて、ADSCsの骨芽細胞の骨形成促進、および分化促進作用を確認した。また、ADSCの骨形成能増強のため、スフェロイドの重層化によるADSC塊および、ADSCから骨芽細胞分化誘導した骨芽細胞塊の作成を試み、培養日数などの最適化をすすめた。
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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
In vitroでの実験は順調にすすんでおり、in vivoも開始している。スフェロイド重層化に関しても着実に成果はでている。学会などでの報告の情報収集から、間葉系幹細胞治療の今後の課題もみえてきており、新たな研究内容として平行して実験を開始していく方針もつくれている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究のin vivoモデルも進める予定である。ラットの大腿骨骨幹部を摘出し、摘出骨を液体窒素で凍結処理し、再移植する。I型コラーゲンジェルに5.0×106個のADSCsを添加したものをしたものをADSCs群とし、ADSCsを添加していないものをコントロール群として、骨再生能の組織学的検討を行う。また、脂肪由来幹細胞治療の効果のメカニズムには、細胞が直接目的の細胞に分化すること以外にも、液性因子の関与があり、その一つにエクソソームが関わっているか解析する。脂肪由来幹細胞の培養上清より、エクソソームを採取し、骨形成などにかかわるタンパクを抗体をつかって定量化する。また、分泌エクソソームの機能をみるため、脂肪由来幹細胞の発現するエクソームを骨芽細胞などの培養液に添加することで、骨分化の促進などが誘導されるか確認してゆく。
ADSCを始めとした間葉系幹細胞はすでに臨床でも応用されて始めているが、その効果に関しては、予測が難しく、非常に効果のある症例もあればほとんど効果なしなど幅が広い印象である。当研究も臨床応用の際にどのような症例や病態に適応としていくかを検討しておく必要がある。当科では変形性膝関節症の幹細胞治療の動物モデルやヒトでの研究もおこなっており、その治療前後関節液や血液サンプルなどからエクソソームやサイトカインを測定しADSCの治療効果との関連も平行して研究していく。
脂肪由来幹細胞のスフェロイド重層化に関しては、作成期間や、強度、コラーゲンの発現などを検討し、なるべく大型の骨組織の作成を試みる。作成可能であれば、骨組織作成までの期間や、組織学的な評価、加工可能かなどを検討していく。
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Research Products
(3 results)
