2019 Fiscal Year Annual Research 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 | 骨再生 / 臍帯由来間葉系幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
他家移植の細胞源として臍帯MSCはHLA-Ⅱ発現がなく免疫寛容能が高いため、同種異系で移植可能なため有利である。臍帯組織は非侵襲的に採取でき、臍帯MSCは増殖活性も高く、分担研究者の東京大学医科学研究所長村准教授によるバンキングも確立されており、細胞の安定供給もできる。しかしながら、他の組織に由来するMSCよりも骨芽細胞への分化誘導に時間を要し、分化してもAlkaline Phosphatase (ALP)活性も低く、その分化機構について不明な点も多い。よって、我々は最適な培養環境を構築し、高い骨芽細胞分化能をもつ臍帯MSCが得られれば、臍帯MSCの特長を活かしたまま骨再生に応用できると考えた。
これまでの研究成果から、骨組織に多く存在するType-I collagenを用いゲル上で骨形成たんぱく質(BMP-2)による臍帯MSCの培養を試みたところ、骨芽細胞分化マーカーの ALP mRNA 発現レベルは飛躍的に上昇し、骨髄MSCと同程度まで達することを見出した。さらに生体内での骨形成誘導についてはプラスチック上培養細胞では新たな骨形成は確認されなかったが、ゲル上培養細胞移植群については顕著な新生骨形成を認めた。このことからType-I collagen ゲル上培養を応用することにより、骨誘導能を顕著に亢進する細胞を製造できることを突き止めた。しかしながら、Type-I collagenゲル上培養の分化過程における作用機序については明らかではない。そのため関連因子を探索したところ、「BMP-2 - BMP receptor Ⅱ(BMPRⅡ) - cofilin」伝達経路(図2)が活性化し、アクチンフィラメント (F-actin)の脱重合・切断因子cofilinが誘導されることを解明した。
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