サイズコントロールしたiPS細胞スフェロイドの自己組織化を応用する骨再生法の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K19755
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 矢谷 博文 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (80174530)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江草 宏 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30379078) ; 萱島 浩輝 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (50632121)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 再生医療 / iPS細胞

Outline of Annual Research Achievements

ES細胞やiPS細胞などの多能性幹細胞は，培養すると三次元的な細胞塊で増殖する性質をもつ。iPS細胞塊から骨への自己組織化を導く試みとして，至適サイズのiPS細胞スフェロイドを作製する培養法の確立，および骨組織への分化を促進する小分子化合物の同定，ならびに小分子化合物の作用を最大限に発揮させる三次元培養法を確立できれば，革新的再生医療技術に繋がる可能性を秘めている。本研究の目的は，サイズコントロールを行って作製するiPS細胞スフェロイドおよび，これにケミカルバイオロジーを応用した新たな三次元培養・分化誘導方法を用いることによって，iPS細胞の骨組織への自己組織化誘導技術を基盤とする新たな骨造成技術を開発することである。iPS細胞の骨組織への自己組織化能ならびに，小分子化合物の薬効を最大限に引き出す新たな分化誘導方法を確立し，歯槽骨造成法の確立につなげていくことである。
平成29年度は，iPS細胞スフェロイドの作製方法を確立するため，マイクロ空間形状プレートを用いて，マウスiPS細胞胚様体から細胞スフェロイドを作製を試みた。その結果，サイズの均一な細胞スフェロイドの形成を確認することができた。さらに，作製したiPS細胞スフェロイドをマイクロ空間形状プレート内で骨芽細胞に分化誘導を行った。その結果，プレート内において石灰化基質を有するiPS細胞スフェロイドが作製可能であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

異なるサイズのマイクロ空間形状プレートによる低接着培養法を用いて，目的とする大きさまでスフェロイドを形成する予定であったが，細胞スフェロイドをマイクロ空間内に維持することが難しく，均一サイズiPS細胞スフェロイドの大量作製までにはまだ到達していないため。

Strategy for Future Research Activity

今後は，マイクロ空間形状プレートの改良，ならびに維持する手法を検討し，スフェロイドを用いた三次元振盪培養方法条件の検討を行うとともに，スフェロイドサイズがiPS細胞の骨組織への自己組織化に及ぼす影響の検討を行う。

Causes of Carryover

現在の進捗状況から考えて，次年度に使用した方が望ましいと考えられるため。