仮骨延長術におけるエピジェネティック修飾による骨再生促進法の確立

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11531
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 三川 信之 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40595196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 窪田 吉孝 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (10375735) ; 秋田 新介 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (00436403)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 骨延長 / エピジェネティクス / 脂肪

Outline of Annual Research Achievements

頭蓋顎顔面変形症に対して、申請者らが世界に先駆けて行ってきた仮骨延長法は多くの患者に福音をもたらしてきた。仮骨延長法は細胞生物学的には0.5-1.0mm / 日程度の緩徐持続的な伸展刺激により、軟部組織を含む細胞増殖と細胞外基質産生による組織の再生統合が行われるという特徴を持つ。しかし、現在でも仮骨形成不全による長い保定期間と延長後の後戻りが問題で、仮骨形成を促進する方法が求められている。実際には瘢痕化などで乏幹細胞状態にあり骨新生が遅延することも多い。我々はこの問題に対し脂肪組織から採取される細胞の移植が解決の糸口になると考えている。脂肪組織は低侵襲に大量の細胞を分離できるため再生医療の細胞供給源として有望である。脂肪組織からは2種類の細胞を採取可能である。１つはコラゲナーゼ処理の後の遠心分画から採取される脂肪組織由来幹細胞で、もう１つは浮遊分画から採取される天井培養由来前駆脂肪細胞である。
分化誘導刺激を加える前は脂肪組織由来幹細胞と天井培養由来前駆脂肪細胞ともに線維芽細胞様の形態をしている。両者がもつ骨分化能ポテンシャルの違いをみるため7週間の長期継代後に骨分化誘導刺激を行ったところ、天井培養由来前駆脂肪細胞の方が脂肪組織由来幹細胞と比べて高い骨分化能を保持していることが明らかになった。継代を超えて維持される骨分化ポテンシャルの違いを産むメカニズムについてエピジェネティクスの違いがあるとの仮説をたて検証を行った。DNAにおいてシトシン（C）とグアニン（G）が並ぶ部位におけるシトシンメチル化はmRNAへの転写を抑制することが知られている。天井培養由来前駆脂肪細胞と脂肪組織由来幹細胞との間において骨分化関連遺伝子のプロモーター領域におけるCpGメチル化に有意な違いがあることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

移植前検討として脂肪組織由来細胞各種の骨分化能の違いがあることが明らかに出来た。その基盤として継代を超えて維持されるエピジェネティクスの違いがることを実証できたため。

Strategy for Future Research Activity

脂肪組織由来細胞の骨分化関連遺伝子のエピジェネティクスのうちメチル化について解析が行えた。エピジェネティクスは他にもメカニズムがあるため、それらが骨分化能の違いにどのように関与しているかを明らかにする。

Causes of Carryover

細胞培養が順調に進んだため予定よりも消耗品の購入が少なく済んだ。次年度は細胞機能解析、細胞移植実験に用いる計画である。