2018 Fiscal Year Research-status Report
足場とドラッグデリバリー機能を持つハイブリッドナノゲルを用いた顎骨再生と臨床応用
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17K11849
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
山本 俊郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40347472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00271164)
足立 哲也 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10613573)
PEZZOTTI G. 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (70262962)
金村 成智 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70204542)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオマテリアル / ナノゲル / 骨再生 / 足場材料 / 間葉系幹細胞 / エクソソーム / ラマン分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はドッラグデリバリー機能を有する足場材料孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを用いた新規顎骨再生療法の開発を行うことを目的とする。近年、組織工学の発展により、生体外で生体組織構築し、移植する試みが行われている。多分化能を有する間葉系幹細胞（MSC）の3次元培養には、培養基板の弾性により細胞分化の成熟度が制御されることから、組織培養には、培養液以外に足場の性状も考慮する必要がある。さらに、MSCは足場材料上で３次元培養することで、2次元培養では得られない、成長因子や細胞外小胞を産生することが知られている。MSCの３次元培養は、細胞自身の分化を促進するだけでなく、再生因子を含む液性因子の産生を促すことで、母床組織の再生に寄与すると考えられる。そのため、適切な足場材料を選択することは組織培養において非常に重要である。
申請者らのグループはナノキャリアであるナノゲルをPEGで架橋することで新規足場材料多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル（以下ハイブリッドナノゲル）を作製した。2018年度はハイブリッドナノゲル上でヒト線維芽細胞から骨芽細胞へ直接転換することで、培養3次元骨組織の構築に成功している（Sato Y et al.Sci Rep. 2018）。さらにin vivroの系において、ハイブリッドナノゲルと直接転換骨芽細胞より構築した培養3次元骨組織をマウス骨欠損部に移植することで、骨再生を促すことを実証した。過去の報告より、ナノゲル由来の足場材料であるナノゲル・メンブレンはPDGFといった成長因子を補足することから、ハイブリッドナノゲルにも同様に、成長因子の足場材料内で留めるとされている。2019年度はハイブリッドナノゲル上に含まれる液性因子や細胞外小胞をELISAや分光学的解析法で確認する。
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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
マウスMSC細胞株をハイブリッドナノゲルに播種し、骨分化誘導下にて3次元培養を行うことで3次元骨組織を構築することに成功した。また、ハイブリッドナノゲル上でヒト線維芽細胞を骨芽細胞へ直接転換することで、ヒト由来の3次元骨組織の構築にも成功している（Sato Y et al. Sci Rep 2018）。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度は、in vitro・in vivoの系においてハイブリットゲルは、骨再生の足場材料として優れていることを確認した。今後は、ハイブリットゲル足場材料内に含まれる骨再生を促す液性因子や細胞外小胞をELISAや分光学的解析法にて確認する
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[Journal Article] Nanogel tectonic porous 3D scaffold for direct reprogramming fibroblasts into osteoblasts and bone regeneration.2018
Author(s)
Sato Y, Yamamoto K, Horiguchi S, Tahara Y, Nakai K, Kotani SI, Oseko F, Pezzotti G, Yamamoto T, Kishida T, Kanamura N, Akiyoshi K, Mazda O.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 8
Pages: 15824
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Development of a SiYAION glaze for improved osteoconductivity of dental implants.2018
Author(s)
Yamamoto T, Adachi T, Horiguchi S, Rondinella A, Boschetto F, Marin E, McEntire BJ, Bock R, Mazda O, Kanamura N, Pezzotti G.
Organizer
96th General Session & Exhibition 2018 of the IADR
Int'l Joint Research
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