2017 Fiscal Year Research-status Report
超分子ポリロタキサンを用いた成長因子活性亢進型骨補填剤の創製と骨再生療法の確立
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17K11901
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
山口 聰 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (00280628)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
由井 伸彦 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70182665)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨再生 / ポリロタキサン / BMP2 / Noggin / VEGF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超分子ポリロタキサン(PRX)の骨再生医療への応用を目指し以下の研究を行った。
1. カチオン性ポリロタキサン/siRNA複合体による遺伝子サイレンシングを介した骨形成分化の促進
BMP-2 は骨形成を促進するが、BMP-2 の作用により発現する noggin が BMP-2 自身を不活性化することによる負の制御機構が知られている。そこでRNA 干渉による noggin の発現を阻害し骨形成能を上昇させることを考えた。siRNA を細胞内へ導入するためのキャリアとしてカチオン性の官能基を導入た分解性PRX (DMAE-SS-PRX) を開発した。MC3T3細胞を用いた実験ではリポフェクション法（リポフェクタミン）に比べ効率良くnogginほ発現を抑え、骨芽細胞への分化を促進した。分解性PRX (DMAE-SS-PRX)は内因性遺伝子の発現抑制に有効な siRNA キャリアになり得ることが判明し、BMP-2 との併用による骨再生治療への応用が期待される。
2.硫酸化ポリロタキサン基材を用いた血管内皮細胞増殖因子の表面導入
骨再生においても組織への新生血管侵入が重要になる。そこで硫酸化PRXを基盤とした血管内皮細胞の成熟化およびネットワーク化の促進を目的として新たな培養表面を設計した。具体的にはRho ファミリーを活性化し得る分子可動性の低い硫酸化PRXを用いて VEGF 導入表面を作製し、分子可動性と表面導入したVEGFがヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞(HUVECs)のネットワーク化に与える影響について評価した。低い分子可動性を有したVEGF導入硫酸化 PRX 表面では細胞が長く連なったネットワーク構造を確認することができた。これらの結果は低い分子可動性と VEGF の表面導入による相乗的な Rho ファミリーの活性が血管内皮細胞のネットワーク化を促進したことを示唆している。
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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
平成２９年度は【研究実績の概要】で述べたポリロタキサン(PRX)による遺伝子サイレンシングおよび血管内皮細胞増殖因子(VEGF)表面導入の実験において成果を挙げる事ができ、その成果が骨再生医療に応用できる可能性が拡がった。また、PRXを基本骨格とした骨再生用担体の開発を行ってきたが、その成果発表には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリロタキサン(PRX)を基本骨格とした骨再生用担体の開発を引き続き行う。シクロデキストリン 部に導入する荷電性官能基を硫酸基以外にも検討する予定である。また、BMP2以外の骨形成促進剤（シンバスタチン、メラトニンなど）とPRXとの複合体も検討、開発し、その骨再生への効果を検討する。平成２９年に成果を挙げたVEGF表面導入の骨形成に及ぼす影響も検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
ポリロタキサンを基本骨格とした骨再生用移植担体の開発が遅れたために当該助成金が生じた。平成３０年度は引き続き移植用担体の開発を行うため、当該助成金と平成３０年度助成金をその研究開発に使用する予定である。
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Research Products
(7 results)
