2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of new bone regeneration method by collagen gel culture using umbilical cord MSC
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17K11847
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
岩竹 真弓 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (40624614)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
住田 吉慶 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (50456654)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 臍帯MSC / 骨再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、コラーゲン・ゲル培養法を用いて臍帯間葉系幹細胞(臍帯MSC)の骨芽細胞分化を誘導促進する条件を解明し、分化誘導効率が高い臍帯MSC を作製することである。臍帯MSC は無侵襲で採取でき、細胞増殖能・免疫寛容能が高いといった特性をもつ。しかしながら、臍帯MSC は骨芽細胞への分化誘導メカニズムは殆ど解明されておらず、高効率な骨芽細胞分化は困難である。本研究では、細胞外基質タンパク質への臍帯MSC の接着とその骨芽細胞分化への影響に注目し、制御機構を解明することにより分化誘導効率を飛躍的に向上させる手法を見出し、新しい骨再生法を確立する。
初年度ではコラーゲン基質培養を中心として、臍帯MSCの骨芽細胞分化能の特性解析およびBMP-2(骨形成たんぱく質-2)下流シグナル解析を行い、関与する因子を探索した。その結果、コラーゲン基質培養することで細胞骨格形成およびアクチン脱重合に影響しながら、骨芽細胞分化誘導が促進されることが明らかとなった。
本年度は骨芽細胞分化におけるマイクロアレイ解析を実施した。臍帯MSCのALP mRNA 発現がピークを示す時期の細胞を回収し、マイクロアレイ解析を行う。発現遺伝子のプロファイリング解析を行い、高発現している遺伝子を同定している。今後、二次感染能をもたないアデノウィルス(Adeno-X vector, TaKaRa)を用いて遺伝子の組み換え体を作成する予定である。さらに遺伝子導入した臍帯MSC を用いて骨芽細胞分化能の解析および以下の機能解析を行う。また遊走能：創傷治癒アッセイ（wound healing assay）とリアルタイム培養細胞観察システム(CCM-1.4Z, ASTEC)についても解析した。さらに、細胞内局在解析：骨分化/接着マーカータンパク質を免疫染色し、共焦点レーザー顕微鏡(Carl-Zeiss LSM800)で細胞内局在を観察した。
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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
実験計画書のとおりに当初の予定通りに進捗しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は年次研究計画にあるようにマイクロアレイ解析を実施し、臍帯MSC が骨芽細胞へ分化する過程で発現変動する遺伝子群について細胞骨格調節因子の上流・下流遺伝子の発現変動を確認した。これまでに関連因子を抽出し、次年度は遺伝子導入またはsiRNAノックダウンにより分化誘導効率を向上させる臍帯MSCを作製し、移植実験により骨再生能を評価する。
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| Causes of Carryover |
予定していた解析を次年度に実施することになったため。
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